一種1Cr17Ni2活塞桿鍛件的生產(chǎn)制造方法與流程

本發(fā)明涉及鋼鐵材料制造工藝控制領(lǐng)域，尤其涉及一種避免鍛造熱處理開(kāi)裂并改善鍛件力學(xué)性能的1Cr17Ni2活塞桿鍛件的生產(chǎn)制造方法。

背景技術(shù)：

目前對(duì)于不銹鋼活塞桿的常規(guī)生產(chǎn)方法是油（水）壓機(jī)鍛造成型，不僅鍛造余量大，鍛造變形量、變形溫度及速度也不易控制，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低、生產(chǎn)成本高，同時(shí)鍛造過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋、鍛后熱處理過(guò)程中發(fā)生整體縱裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的活塞桿鍛件鍛造過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋、鍛后熱處理過(guò)程中發(fā)生整體縱裂的問(wèn)題而提供一種解決1Cr17Ni2活塞鍛件開(kāi)裂問(wèn)題、滿足其強(qiáng)韌化要求、減少了機(jī)加工余量且提高生產(chǎn)效率的1Cr17Ni2活塞桿鍛件的生產(chǎn)制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種1Cr17Ni2活塞桿鍛件的生產(chǎn)制造方法，該生產(chǎn)鍛造方法包括：根據(jù)活塞桿的粗加工圖合理設(shè)計(jì)鍛件鍛造圖，鍛造時(shí)，由油壓機(jī)鍛造至熱八方550mm后，轉(zhuǎn)為精鍛機(jī)鍛造成型；對(duì)化學(xué)成分、鍛后預(yù)備熱處理及調(diào)質(zhì)熱處理進(jìn)行控制。

油壓機(jī)鍛造時(shí)，鐓粗后先滾圓，在135°上、下V砧上進(jìn)行拔長(zhǎng)，以限制橫向展料，拔長(zhǎng)時(shí)控制第一道次壓下量不超過(guò)50mm，其它道次變形量為12%～15%，避免壓下量過(guò)大產(chǎn)生表面裂紋及壓下量過(guò)小產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力；鍛造過(guò)程中不可在同一位置連續(xù)打擊，鍛造過(guò)程中進(jìn)行反復(fù)測(cè)溫，當(dāng)鍛件溫度低于930℃時(shí)停止鍛造。

精鍛機(jī)鍛造時(shí)，根據(jù)鍛造工藝編制鍛造程序，采取A、B兩夾爪橫向拉打成型，避免推打；控制第一道壓下量為30～40mm，其余道次壓下量不超過(guò)60mm，拉打速度最大3m/min，最后一道次拉打速度為1.3～1.5m/min；控制精鍛機(jī)鍛造溫度在880～920℃之間。

采用電弧爐冶煉+真空精煉的冶煉方法；為控制δ鐵素體含量，內(nèi)控奧氏體形成元素C、Mn、Ni在中上限，鐵素體形成元素Si、Cr在中下限，即C=0.14～0.17%，Mn=0.50～0.80%，Ni=2.00～2.50%，Si≤0.4%，Cr=16.00～17.00%。

根據(jù)Ac1≈810℃，Ar1≈780℃，Ms≈357℃，制定鍛后熱處理工藝為：鍛后入爐溫度不低于700℃，在960±10℃下進(jìn)行正火，然后空冷至400～450℃，之后采用750±10℃回火，并以小于20℃/h的冷卻速度爐冷至100℃以下出爐，避免組織應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。

1Cr17Ni2活塞桿鍛件經(jīng)機(jī)械加工后，調(diào)質(zhì)采用電阻加熱爐加熱至1030±10℃奧氏體化后，保溫5小時(shí)，進(jìn)行淬火，淬火水冷時(shí)前五分鐘注冷水，加強(qiáng)淬火力度；隨后在600～610℃進(jìn)行第一次回火，為充分去除應(yīng)力，在570～610℃進(jìn)行第二次回火。

本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下：本發(fā)明解決了1Cr17Ni2活塞桿鍛件鍛造過(guò)程中開(kāi)裂、鍛后熱處理過(guò)程中出現(xiàn)整體縱裂的難題，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，而且該生產(chǎn)產(chǎn)方法的機(jī)械加工余量小、生產(chǎn)效率高、降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)鍛件鍛透性好，各部分的力學(xué)性能均勻，延長(zhǎng)了使用壽命，生產(chǎn)工藝更加經(jīng)濟(jì)、科學(xué)。

油壓機(jī)鍛造時(shí)，由于1Cr17Ni2活塞桿回復(fù)再結(jié)晶速度較慢，鍛造過(guò)程中不可在同一位置連續(xù)打擊，避免由于材料未發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶而使材料塑性進(jìn)一步變差，進(jìn)而導(dǎo)致鍛件開(kāi)裂。同時(shí)鍛造過(guò)程中反復(fù)測(cè)溫，當(dāng)鍛件溫度低于930℃時(shí)必須停止鍛造。

充分利用精鍛機(jī)的設(shè)備優(yōu)勢(shì)，根據(jù)鍛造工藝編制的鍛造程序，采取A、B兩夾爪橫向拉打成型（避免推打）；控制第一道壓下量為30～40mm，其余道次壓下量不超過(guò)60mm，拉打速度最大3m/min，最后一道次拉打速度為1.3～1.5m/min；是為了保證鍛造過(guò)程中不出現(xiàn)明顯錘印，以避免后續(xù)加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂；同時(shí)控制精鍛機(jī)鍛造溫度為880～920℃之間，避免精鍛機(jī)鍛造溫升引起局部過(guò)熱，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生δ-鐵素體及鍛造開(kāi)裂等問(wèn)題。

另外鍛后預(yù)備熱處理是為了防止鍛件熱處理過(guò)程中發(fā)生開(kāi)裂，在此階段盡量降低參與奧氏體量，并以小于20℃/h的冷卻速度爐冷至100℃以下出爐，避免組織應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。淬回火熱處理后，均勻細(xì)化組織，提供了鍛件力學(xué)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的活塞桿粗加工圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的活塞桿鍛件圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的鍛后預(yù)備熱處理（正火+回火）工藝曲線圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的正火+調(diào)質(zhì)熱處理工藝曲線圖。

具體實(shí)施方式

一種1Cr17Ni2活塞桿鍛件的生產(chǎn)制造方法，以直徑為φ330規(guī)格的活塞桿鍛件為例，進(jìn)行分析?；钊麠U鍛件粗加圖如圖1，活塞桿鍛件圖如圖2，得出鍛件重量：6430Kg；選用鋼錠：9000Kg；利用率：71%。鍛造控制變形方式、變形溫度、精鍛機(jī)變形速度等，確保變形均勻，避免組織及溫度應(yīng)力。

根據(jù)活塞桿鍛件粗加圖，確定各部分鍛造余量，合理設(shè)計(jì)鍛件圖，從而確定鍛件重量、鋼錠重量、鍛造設(shè)備及工裝。其生產(chǎn)工藝路線為：電爐冶煉+真空精煉→5000T油壓快鍛機(jī)鍛造+精鍛機(jī)鍛造成型→預(yù)備熱處理（正火+回火）→機(jī)加至成品→調(diào)質(zhì)熱處理→檢驗(yàn)→包裝。

所用材質(zhì)為1Cr17Ni2鋼，鋼錠為我公司自己生產(chǎn)。

具體生產(chǎn)流程為：優(yōu)化設(shè)計(jì)化學(xué)成分→根據(jù)粗加圖設(shè)計(jì)選擇合理的錠型→電爐冶煉+真空精煉→加熱、油壓快鍛機(jī)鍛造+精鍛機(jī)鍛造成型→鍛后正火+回火→表面檢驗(yàn)、理化檢測(cè)（成品分析、氣體含量、低倍、非金屬夾雜、超聲波探傷）、下料→機(jī)加工→調(diào)質(zhì)處理→理化檢測(cè)（組織、性能）。

鍛造所用設(shè)備為5000噸油壓快鍛機(jī)和SXP-65噸精鍛機(jī)，5000噸油壓機(jī)鍛造至一定尺寸后，轉(zhuǎn)精鍛機(jī)由精鍛機(jī)鍛造成型，充分利用SXP-65精鍛機(jī)的設(shè)備優(yōu)勢(shì)，根據(jù)鍛造工藝編制的鍛造程序，采取A、B兩夾爪夾緊后橫向拉打，將坯料鍛至預(yù)先設(shè)計(jì)的外形尺寸。鍛造結(jié)束后進(jìn)行鍛后正回火、校直、檢驗(yàn)、超聲波探傷、下料、機(jī)加工、磁粉檢測(cè)、調(diào)質(zhì)處理等工作，最終生產(chǎn)出滿足高質(zhì)量要求的活塞桿鍛件，使各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到：抗拉強(qiáng)度R_m≥830N/mm²，屈服強(qiáng)度R_p0.2≥600N/mm²，斷后伸長(zhǎng)率δ₅≥12%，沖擊吸收功A_ku2≥39J。

油壓機(jī)鍛造時(shí)，鐓粗后先滾圓，在135°上、下V砧上進(jìn)行拔長(zhǎng)，以限制橫向展料，拔長(zhǎng)時(shí)控制第一道次壓下量不超過(guò)50mm，其它道次變形量為12%～15%，避免壓下量過(guò)大產(chǎn)生表面裂紋及壓下量過(guò)小產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力。由于該材料回復(fù)再結(jié)晶速度較慢，鍛造過(guò)程中不可在同一位置連續(xù)打擊，避免由于材料未發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶而使材料塑性進(jìn)一步變差，進(jìn)而導(dǎo)致鍛件開(kāi)裂。同時(shí)鍛造過(guò)程中反復(fù)測(cè)溫，當(dāng)鍛件溫度低于930℃時(shí)必須停止鍛造。

精鍛機(jī)鍛造時(shí)，根據(jù)鍛造工藝編制鍛造程序，采取A、B兩夾爪橫向拉打成型，避免推打；控制第一道壓下量為30～40mm，其余道次壓下量不超過(guò)60mm，拉打速度最大3m/min，最后一道次拉打速度為1.3～1.5m/min；保證鍛造過(guò)程中不出現(xiàn)明顯錘印，以避免后續(xù)加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂；同時(shí)控制精鍛機(jī)鍛造溫度為880～920℃之間，避免精鍛機(jī)鍛造溫升引起局部過(guò)熱，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生δ-鐵素體及鍛造開(kāi)裂等問(wèn)題。

采用電弧爐冶煉+真空精煉的冶煉方法；為控制δ鐵素體含量，內(nèi)控奧氏體形成元素C、Mn、Ni在中上限，鐵素體形成元素Si、Cr在中下限，即C=0.14～0.17%，Mn=0.50～0.80%，Ni=2.00～2.50%，Si≤0.4%，Cr=16.00～17.00%。

根據(jù)Ac1≈810℃，Ar1≈780℃，Ms≈357℃，制定鍛后熱處理工藝為：鍛后入爐溫度不低于700℃，在960±10℃下進(jìn)行正火，然后空冷至400～450℃，之后采用750±10℃回火，并以小于20℃/h的冷卻速度爐冷至100℃以下出爐，避免組織應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。

1Cr17Ni2活塞桿鍛件經(jīng)機(jī)械加工后，調(diào)質(zhì)采用電阻加熱爐加熱至1030±10℃奧氏體化后，保溫5小時(shí)，進(jìn)行淬火，淬火水冷時(shí)前五分鐘注冷水，加強(qiáng)淬火力度；隨后在600～610℃進(jìn)行第一次回火，為充分去除應(yīng)力，在570～610℃進(jìn)行第二次回火。通過(guò)以上均勻細(xì)化組織，提高鍛件力學(xué)性能。