20MnMo擠壓機(jī)缸筒鍛件制造工藝研究

劉永勝

(中國鍛壓協(xié)會，北京102206)

20MnMo擠壓機(jī)缸筒鍛件制造工藝研究

劉永勝

(中國鍛壓協(xié)會，北京102206)

介紹了20MnMo擠壓機(jī)缸筒鍛件的冶煉工藝、鍛造工藝、熱處理工藝要點(diǎn)，成功生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的產(chǎn)品。

缸筒鍛件；鍛造工藝；熱處理工藝

擠壓機(jī)是生產(chǎn)動車外殼、飛機(jī)外殼等零件的一次成型的必備設(shè)備[1]，同時，也適合于化工、核電行業(yè)大直徑無縫管材的擠壓[2]。缸筒鍛件作為該設(shè)備重要鍛件之一，鍛件重71 t，需要鋼錠的重量高達(dá)121 t，材料為20MnMo。

1 20MnMo缸筒鍛件的技術(shù)指標(biāo)

20MnMo鍛件的化學(xué)成分要求見表1，力學(xué)性能要求見表2。

無損檢測按JB/T 5000.15—2007 Ⅲ級執(zhí)行。

表1 20MnMo鍛件化學(xué)成分要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 The requirements of chemical composition of 20MnMo forging (mass fraction, %)

表2 20MnMo鍛件力學(xué)性能要求Table 2 The requirements of mechanical property of 20MnMo forging

2 20MnMo缸筒鍛件制造工藝

2.1 冶煉

鋼錠要求精煉+真空除氣。其熔煉化學(xué)成分檢測結(jié)果見表3，符合技術(shù)要求。

表3 20MnMo鍛件熔煉化學(xué)成分檢測結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 3 The tested results of chemical composition of 20MnMo forging for heat analysis (mass fraction, %)

2.2 鍛造工藝

鍛造選用121 t鋼錠，在壓機(jī)上分3～4火鍛成，鍛造溫度1240～750℃，實(shí)際鍛比6.4，合理的鍛比能打碎鑄態(tài)樹枝狀組織，細(xì)化內(nèi)部組織晶粒，提高材料強(qiáng)度，增強(qiáng)鍛件的韌性和抵抗破壞的能力。

第一火：由于鋼錠底部和冒口部分缺陷比較多，先將鋼錠預(yù)熱至450℃左右，用氧氣槍將其氣割掉，然后將冒口壓出鉗把。

第二火：鋼錠鐓粗，鐓粗的目的是為沖孔做準(zhǔn)備，此外能提高橫向力學(xué)性能，減少力學(xué)性能的異向性。沖孔應(yīng)在高溫下快速完成。

第三火：鍛件沖孔后進(jìn)行擴(kuò)孔。要點(diǎn)是：鍛件溫度不能過低，每次擴(kuò)孔量應(yīng)有限制。

2.3 熱處理工藝

圖1 缸筒熱處理工藝曲線Figure 1 The heat treatment curve of cylinder表4 力學(xué)性能檢測結(jié)果Table 4 The tested results of mechanical properties

ReL/MPaRm/MPaA(%)Z(%)KU/JHBW51364024．073．0215、220182

熱處理是生產(chǎn)該缸筒鍛件的關(guān)鍵工序之一，因為材料能否滿足最終使用，關(guān)鍵看是否具備要求的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)，所以制定合理的熱處理工藝參數(shù)是缸筒鍛件合格的關(guān)鍵。熱處理工藝曲線見圖1。加熱到650±10℃保溫5 h，原因是：鍛件表面溫度為650℃左右時，已進(jìn)入塑性狀態(tài)，而心部溫度只有350～500℃，仍處于彈性狀態(tài)，鍛件很容易在心部形成裂紋或使原有的裂紋擴(kuò)大，故在此溫度保溫5 h，控制表面與心部的溫差。

采用回火及高溫回火處理，加熱到610℃保溫16 h，目的是消除鍛件淬火時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止變形和開裂。此外，鍛件經(jīng)高溫回火處理后能得到細(xì)小的索氏體組織，抗拉強(qiáng)度高，且具有良好的塑性和韌性，獲得最佳的綜合力學(xué)性能。

保證缸筒熱處理后的屈服強(qiáng)度和沖擊功等指標(biāo)滿足用戶要求，在調(diào)質(zhì)前加了一道正火，以細(xì)化晶粒，為最終熱處理奠定一個組織基礎(chǔ)。

3 性能檢測結(jié)果

力學(xué)性能檢測結(jié)果見表4。

從表4可以看出，該20MnMo缸筒性能滿足用戶要求，產(chǎn)品通過一次熱處理合格，各項性能結(jié)果均優(yōu)于用戶技術(shù)要求。

4 結(jié)論

從缸筒生產(chǎn)過程可以得出以下結(jié)論：

(1)該20MnMo鋼錠冶煉成分完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)該鍛件鍛造溫度為1240～750℃，鍛比為6.4。

(3)缸筒熱處理正火溫度為900～910℃，高溫回火溫度為610±5℃。

(4)采用該鍛造工藝與熱處理工藝生產(chǎn)能獲得符合力學(xué)性能要求的缸筒鍛件。

[1] 王祝堂. 邁向新世紀(jì)的中國鋁擠壓工業(yè)[J]. 中國鋁業(yè)，2001(9)：9-17.

[2] 劉靜安，王家欣. 大型鋁合金型材及其用途[J]. 有色金屬加工，2002，31(3)：30-39.

編輯 杜青泉

Research on Manufacturing Process of20MnMo Cylinder Forging of Extrusion Press

Liu Yongsheng

The key points of smelting process, forging process and heat treatment process of 20MnMo cylinder forgings of extrusion press have been introduced. Meanwhile, the forgings which satisfy the technical requirements have been produced successfully.

cylinder forging; forging process; heat treatment process

2017—04—18

TG316

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