CN114309389B - 一种长轴棒材的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：钢锭加热，钢锭开坯，坯料加热，径锻成型，温度控制，终锻坯料，取样检测。本发明提出的长轴棒材的锻造方法能够制得获得了平均晶粒度细于6级的均质细晶高温合金长轴棒材；通过控制该类型高温合金钢坯的加热温度、变形量以及变形过程中坯料表面温度，获得均质细晶长轴棒材，对提高该类型高温合金产品的合格率及质量稳定性具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，具体为一种长轴棒材的锻造方法。
背景技术
高温合金是指能够在高温环境下抗氧化、耐腐蚀，并能在一定应力作用下长期服役的一类材料。
对于高温合金长轴棒材，均质细晶是该类产品的重要性能指标之一。
现有技术中，由于高温合金长轴棒材的变形温区窄、变形抗力大，所以在长轴棒材锻造成型过程中极易出现混晶现象；存在混晶的高温合金，一方面不能满足有晶粒度要求的产品，另一方面混晶会导致长轴棒材的高温拉伸和高温持久蠕变性能下降甚至不合格。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长轴棒材的锻造方法，以解决上述背景技术中提出的长轴棒材的高温拉伸和高温持久蠕变性能下降甚至不合格的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1080～1120℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1060～1080℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度950～980℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度880～910℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
优选的，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h。
优选的，钢锭开坯中，锻后空冷至室温。
优选的，坯料加热中，温度范围保温3～5h。
优选的，径锻成型中，锻后空冷至室温。
一种长轴棒材，采用长轴棒材的锻造方法制成。
一种驱动轴，采用所述的长轴棒材制得。
一种电机，包括所述的驱动轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的长轴棒材的锻造方法控制该类型高温合金钢坯的加热温度、变形量以及变形过程中坯料表面温度，获得均质细晶长轴棒材，提高该类型高温合金长轴棒材的合格率及质量稳定性；本发明提出的长轴棒材的锻造方法能够制得获得了平均晶粒度细于6级的均质细晶高温合金长轴棒材，解决了高温合金长轴的高温拉伸和高温持久蠕变性能下降甚至不合格的问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1080℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1060℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度950℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度880℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温3h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1120℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1060～1080℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度980℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度910℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1084℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1063℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度960℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度890℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温3.8h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例四
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1092℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1071℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度970℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度900℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温4.5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例五
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1094℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1073℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度972℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度901℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温4.5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例六
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1096℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1075℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度973℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度903℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温4.5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例七
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1111℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1076℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度977℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度907℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温4.5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
实施例八
本发明提供一种技术方案：一种长轴棒材的锻造方法，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1115℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1079℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度978℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度908℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
其中，钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h；钢锭开坯中，锻后空冷至室温；坯料加热中，温度范围保温4.5h；径锻成型中，锻后空冷至室温。
对比例一
钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1050℃；采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1050℃；采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；径锻过程的始锻坯料表面温度930℃；径锻过程的终锻坯料表面温度870℃；在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测，检测数据为：截面表层：头5.2级、中5.4级，尾5.5级；截面心部：头5.3级、中5.5级，尾5.6级。
对比例二
钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1150℃；采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1100℃；采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；径锻过程的始锻坯料表面温度1000℃；径锻过程的终锻坯料表面温度950℃；取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测，检测数据为：截面表层：头5.4级、中5.5级，尾5.7级；截面心部：头5.5级、中5.6级，尾5.8级。
上述八组实施例均能制得平均晶粒度细于6级的均质细晶高温合金长轴棒材，取样检测：在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测；检测结果如下：
由上述实施例及对比例可以发现：
本发明提出的长轴棒材的锻造方法控制该类型高温合金钢坯的加热温度、变形量以及变形过程中坯料表面温度，获得均质细晶长轴棒材，能够制得获得了平均晶粒度细于6级的均质细晶高温合金长轴棒材，解决了高温合金长轴的高温拉伸和高温持久蠕变性能下降甚至不合格的问题，实现将晶粒度控制在：头6.3-7.1级、中6-7.5级、尾6-7.5级。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
钢锭加热，钢锭装入燃气炉进行加热，钢锭加热至1080~1120℃；
钢锭开坯：采用4000吨快锻机进行开坯锻造，钢锭通过两次锻拔成型至截面尺寸为260mm规格的八角坯料；其中，260mm指的是对边距离；
坯料加热：将坯料装入电炉进行加热，坯料缓慢加热至1060~1080℃；
径锻成型，采用2000吨径锻机，将260mm的八角坯经六次径段处理，六次径段处理分别制得直径为255mm、205mm、170mm、138mm以及130mm的圆棒，即最终径段制得直径为130mm的圆棒；
温度控制，径锻过程的始锻坯料表面温度950~980℃；
终锻坯料：径锻过程的终锻坯料表面温度880~910℃；
取样检测，在径锻棒材的头、中、尾三个位置取样进行晶粒度检测。
2.根据权利要求1所述的一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于：钢锭加热中，根据钢锭截面尺寸保温1-3h。
3.根据权利要求1所述的一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于：钢锭开坯中，锻后空冷至室温。
4.根据权利要求1所述的一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于：坯料加热中，温度范围保温3~5h。
5.根据权利要求1所述的一种长轴棒材的锻造方法，其特征在于：径锻成型中，锻后空冷至室温。
6.一种长轴棒材，其特征在于：采用上述权利要求1-5所述的长轴棒材的锻造方法制成。
7.一种驱动轴，其特征在于：采用权利要求6所述的长轴棒材制得。
8.一种电机，其特征在于：包括权利要求7所述的驱动轴。
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