1、南昌轴类锻件利用Ca、稀土等微量元素对夹杂物的变质作用,改变钢中的夹杂物的结构形貌和物性,使钢中夹杂物球化、细化,从而提高钢材的力学性能。2、南昌轴类锻件对钢锭进行高温扩散热处理,可以改善钢锭的成分不均匀性,从而提高钢材的横向性能。3、南昌轴类锻件在热加工方面,对钢锭进行反复的镦拔和多向轧制,增大变形量,可降低钢中的碳化物偏析的级别,也有利于改善钢材的各向异性。4、南昌轴类锻件钢的纯净度对 模具钢材的等向性能有很大的影响,采用二次精炼技术(包括真空精炼、ESR和钢包喷粉等),可以提高钢材的纯净度,尤其降低钢中的有害杂质的含量,对提高性能十分有益。
南昌轴类锻件偏析是钢液选分结晶和钢锭凝固过程的必然结果,钢锭越大,偏析及缩孔等缺陷越严重。中国一重在用平均C含量为0.62%的459t钢锭研制支承辊时,曾在靠近冒口端的辊身部位发生断裂。经对断裂部位宏观形貌分析,发现二次缩孔严重,冒口下部的C含量竟高达1.16%,接近标准值的2倍。南昌轴类锻件为了解决这一难题,发明了钢锭二次补浇技术,使冒口下部的C含量降至0.8%左右,成功制造出5m、5.5m支承辊用超大型钢锭。
南昌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。南昌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。
当前,世界各国纷纷将南昌轴类锻件增材制造作为未来产业发展的新增长点,力争抢占未来科技和产业制高点。我国增材制造产业的发展阶段已从研发转向产业化应用,新设备、新技术、新材料、新应用程序不断推陈出新,越来越多的企业将增材制造作为产业升级和技术转型的方向。南昌轴类锻件增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件,相对于传统的材料去除——切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法。关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念,“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系;而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征,以直接制造零件为目标的大范畴技术群。
锻件的质量要求主要表现在钢的纯净性、均匀性和致密性三个方面。纯净性、均匀性和致密性的任何不完善都会影响质量而成为缺陷,缺陷越严重,对质量影响也越大,缺陷如超过限度则导致锻件质量不能满足技术条件的要求而报废,故道道工序均应严加控制。1.南昌轴类锻件化学成分分析。一般化学成分分析主要为碳、锰、硅、硫、磷及合金元素的含量。2.南昌轴类锻件力学性能试验。常用的力学性能试验为硬度、拉深、冲击和弯曲试验。3.低倍检验。硫印、酸洗、断口是常用的低倍检验项目。4.金相高倍检验。5.无损检测。通常用的有磁粉、荧光、着色、射线、涡流和超声波等方法。