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CN112872259A - 一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法 - Google Patents

一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料加工领域，涉及一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法，所述的方法对1Cr17Ni2原材料进行中温回火，回火温度为515℃～520℃；后再上锤改锻，然后进行退火，表面加工后成型锻造，最后进行热处理；自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成，锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内；其中镦拔改锻时变形量为30％～35％，镦拔次数：2～3次。本发明的锻造方法，使晶粒度和力学性能的达到预期的要求，提高1Cr17Ni2钢锻件的组织可靠性。

Description

一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法
技术领域
本发明属于材料加工领域，涉及一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法，具体涉及一种提高1Cr17Ni2锻件胎模锻造中文回火冲击数值的锻造方法。
背景技术
1Cr17Ni2钢在航空上一般应用在潮湿介质的承力件或转动件上，使用上，对锻件抗拉和冲击性能要求高，但是，在锻造过程中，锻造温度和加热次数对其数值影响均明显。在常规锻造方法为：下料-锻荒-胎模锻造-热处理，锻荒和胎模锻造在1火次内完成，对锻件进行理化检测；常规处理后对锻件抗拉和冲击性能(30J左右)达不到使用要求(要求性能指标为：≥39J)。因此选择合理的锻造方法对该材料组织及性能影响至关重要。特别是异形自由锻件增加火次造成锻件局部空烧，影响理化性能明显，造成锻件大量不合格产生。
发明内容
本发明的目的是：提供一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法，通过热处理来改善原材料原始组织，用锻造的方法来满足锻件设计要求合理的锻造成型方案，得到合格稳定的冲击性能指标。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法，所述的方法对1Cr17Ni2原材料进行中温回火，回火温度为515℃～520℃；后再上锤改锻，然后进行退火，表面加工后成型锻造，最后进行热处理。
所述方法包含以下步骤：
步骤一、对原材料进行热处理来改善原材料原始组织：将原材料坯料进行淬火+中温回火处理；
淬火制度：≤800℃入炉，升温至930℃～970℃，保温，冷却；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃～520℃，保温；保温时间根据坯料尺寸计算；
步骤二、坯料改锻
坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；
步骤三、锻造至预成型尺寸
对预成型件进行退火处理，采用540℃～55℃保温炉中保温，保温系数为1.0～1.2min/mm；
步骤四、成型锻造
预成型件加热至1105℃～1110℃，保温系数按0.6min/mm计算，在预成型件加热的同时预热工装模具至250℃～350℃；预成型件保温到设定时间后，立即出炉锻造，转移时间小于等于20秒；
步骤五、成型件热处理
将成型件进行淬火+中温回火处理，淬火制度：≤800℃入炉，升温至990℃～1000℃，保温，冷却；中温回火：≤515℃入炉，升温至515℃～520℃，保温；
步骤六、100％进行力学性能检查。
步骤一中淬火保温系数为1.5min/mm～2.0min/mm；回火保温系数为1.8min/mm～2.5min/mm。
步骤二出炉转移时间不大于50s。
步骤二中镦拔改锻时变形量为30％～35％，每火次镦拔次数：2～3次。
步骤二中，利用自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成，锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内。
步骤五中淬火保温时间按1.8min/mm～2.2min/mm计算；回火保温时间按2.0min/mm～2.6min/mm计算。
步骤五中，对工装进行200℃～350℃的预热，并检查工装表面温度。
优选地，步骤一、步骤五中淬火冷却采用油冷。
本发明的有益效果是：
1Cr17Ni2钢属于马氏体-铁素体型不锈钢，经淬火(固溶)+回火(时效)处理后使用，本发明为中温回火范畴，加工出的锻件具有良好的耐蚀性和较高的冲击性能，冲击性能指标为≥39J。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的荒形示意图；
图2为实施例1的专用胎模图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
实施例1：
(1)设计工艺流程：锻造用棒材→锯切为工艺要求长度→热处理改善原材料→改锻→锻荒→退火→机加→胎模锻造→热处理→理化。
(2)下工艺要求规格坯料(Φ90×185)
(3)将原材料坯料进行淬火+中温回火处理：淬火制度：≤800℃入炉，升温至950℃，保温，油冷；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃，保温；保温时间120min，油冷
(4)将棒料按2镦2拔锻造(Φ90×185轴向镦粗至～Φ115×110±5轴向拔长锻方至～□85×160±5轴向镦粗至～□103×110±5轴向拔长锻方至～□85×160±5)，改锻变形量控制为32％，改锻变形量控制为30％～35％；
(5)然后锻制荒形，(将□85×160滚圆至Φ75×265后分料145拔长一端头至Φ45，总长度为430mm)荒形杆部尺寸Φ45应与专用胎模杆部尺寸匹配，以保证荒形能够顺利放入胎膜中；
(6)接着，对荒形进行热处理(退火)，以消除锻荒过程中产生的材料应力；
(7)接着，设计合理的胎模对荒形进行胎模锻造最终成型。
(8)对锻件进行最终热处理后取4根试样进行理化，结果如下表1：
表1
试样编号 冲击(J)
1 42.0
2 41.8
3 40.3
4 42.2
标准 ≥39
实施例2：
(1)设计工艺流程：锻造用棒材→锯切为工艺要求长度→热处理改善原材料→改锻→退火→二次下料→锻造→热处理→理化。
(2)下工艺要求规格坯料(Φ120×190)
(3)将原材料坯料进行淬火+中温回火处理：淬火制度：≤800℃入炉，升温至950℃，保温，油冷；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃，保温；保温时间150min，油冷
(4)将棒料按2镦2拔锻造(Φ120×190轴向镦粗至～Φ140×140±5轴向拔长锻方至～□106×190±5轴向镦粗至～□125×130±5轴向拔长锻方至～□106×190±5)，改锻变形量控制为32％，改锻变形量控制为30％～35％；
(5)对坯料进行热处理(退火)
(6)将1件□106×190沿长度方向均分下为2件，单件尺寸□106×≥90
(7)将□106×90锻件最终锻造成型为60×95×185
(8)接着，对荒形进行最终热处理后取4根试样进行理化，结果如表2：
表2
试样编号 冲击(J)
1 41.8
2 41.5
3 43.2
4 42.6
标准 ≥39
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高1Cr17Ni2冲击性能的锻造方法，其特征在于：所述的方法对1Cr17Ni2原材料进行中温回火，回火温度为515℃～520℃；后再上锤改锻，然后进行退火，表面加工后成型锻造，最后进行热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一、对原材料进行热处理：将原材料坯料进行淬火+中温回火处理；
淬火制度：≤800℃入炉，升温至930℃～970℃，保温，冷却；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃～520℃，保温；保温时间根据坯料尺寸计算；
步骤二、坯料改锻
坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；
步骤三、锻造至预成型尺寸
对预成型件进行退火处理，采用540℃～55℃保温炉中保温，保温系数为1.0～1.2min/mm；
步骤四、成型锻造
预成型件加热至1105℃～1110℃，保温系数按0.6min/mm计算，在预成型件加热的同时预热工装模具至250℃～350℃；预成型件保温到设定时间后，立即出炉锻造，转移时间小于等于20秒；
步骤五、成型件热处理
将成型件进行淬火+中温回火处理，淬火制度：≤800℃入炉，升温至990℃～1000℃，保温，冷却；中温回火：≤515℃入炉，升温至515℃～520℃，保温。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤一中淬火保温系数为1.5min/mm～2.0min/mm；回火保温系数为1.8min/mm～2.5min/mm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤一中淬火冷却采用油冷。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤二出炉转移时间不大于50s。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤二中镦拔改锻时变形量为30％～35％，镦拔次数：2～3次。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤二中，自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成，锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤五中淬火保温时间按1.8min/mm～2.2min/mm计算；回火保温时间按2.0min/mm～2.6min/mm计算。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤五中，对工装进行200℃～350℃的预热。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤五中淬火冷却采用油冷。
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