佛山轴类锻件大型锻件的传统制造方式是采用大型钢锭开坯、自由锻造成形。但随着重大装备的不断发展,对大型锻件的要求越来越高,不仅规格和截面越来越大,而且内在质量也不断提高,传统的制造方式已经难以满足要求。为了适应高端装备的需求,实现大型锻件形质兼备的目标,急需对制造方式进行变革。为此,以传统钢锭制造技术提升和新型增材制坯技术开发为代表的均质化制坯、一体化制造及模锻化成形等制造方式应运而生。佛山轴类锻件大型锻件是电力、冶金、石化、造船、矿山、航空航天、军工等装备(图1)的基础部件,其经济带动性强,涵盖面广,是装备制造业产业链上不可缺少的重要一环。大型锻件传统的制造方式是自由锻造成形,“肥头大耳”和“傻大黑粗”曾经是大型锻件的代名词。
⑴佛山轴类锻件适当控制锻件进炉前的温度。当零件温度较高时需要对锻件进行吹风冷却,使零件温度降低到所需要的正火温度,同时热处理炉功率需要有一定的富余,开始生产前和少量锻件温度低时进行加热。⑵佛山轴类锻件确定合理保温时间。保温时间过长会会导致晶粒粗大,保温时间过短会导致组织转变不充分。可根据锻件材料、形状和尺寸通过试验确定。
佛山轴类锻件20#是20钢的简易写法,属钢材中的一种材质。该钢属于优质低碳碳素钢,冷挤压、深谈淬硬钢。该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa,伸长率≥24%。正火可促进该钢球化,细化大块状先共析铁素体,改进小于160HBS毛坯的切削性能。 该钢模具零件工艺路线为:下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。佛山轴类锻件冷压毛坯软化处理规范 温度700~720℃,保温时间8~15h,再以50~100℃/h的冷速,随炉降至温度≤550~600℃,出炉空冷。处理前硬度≤143HBS,软化后硬度≤131HBS。淬火规范 温度910℃±10℃,10%NaCl盐水冷却。
佛山轴类锻件模具钢材5CrMnMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素而研制成的,也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。佛山轴类锻件的该钢是热作模具钢,除淬透性,耐热疲劳性稍差外,5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能,淬透性稍差·此钢适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模·要求韧性较高时,可采用电渣重熔钢5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%,可获得较高的强度与耐热疲劳强度、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。
锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求,采用合理的锻造工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:(1)佛山轴类锻件打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部空隙,提高材料的致密度;(2) 佛山轴类锻件铸锭经过锻造形成纤维组织,进一步通过轧制、挤压、模锻,使锻件得到合理的纤维方向分布;(3) 控制晶粒的大小和均匀度;(4) 改善第二相(例如莱氏体刚中的合金碳化物)的分布;(5) 使组织得到形变强化或形变-相变强化等。
(1)佛山轴类锻件淬透性与实际锻件的有效淬硬深度的区别。采用同一种钢、不同截面的锻件在同样奥氏体化条件下淬火,其淬透性是相同的,但是其有效淬硬深度却因锻件的形状、尺寸和冷却介质的不同而有差别。淬透性乃是钢本身所固有的特性,对于一种钢,它是确定的,可用于不同钢种之间的比较。而实际工件的有效淬硬深度,它除了取决于钢的淬透性外,还与锻件的形状、尺寸及采用的冷却介质等外界因素有关。(2)佛山轴类锻件钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念,淬硬性是指钢淬火后能达到的最高硬度,它主要取决于马氏体的含碳量。