三峡支承杆锻造工艺流程.doc

1. 锻造工艺流程50吨电炉初炼LF精炼VCDLF加热VC热送钢锭火加热压钳口火加热镦粗WHF法拨长火加热镦粗WHF法拨长出成品两次正火、回火处理检验。2. 采取的主要工艺措施1) 化学成分控制 要求材料中的Cr、Ni、Mo等元素按中上限控制。严格控制S、P等元素的含量，要求成品中S0.005% P 0.015%，力争更低。2) 采用VCD工艺，保证超声波探伤和纯净度要求小齿轮轴钢水纯净度、超声波探伤要求均很高。为保证钢水纯净度和超声波探伤能达到要求，需采用VCD冶炼技术。该工艺要求钢中的硅含量0.1%。3) 加入适量Nb元素以细化晶粒采用VCD工艺时，材料晶粒粗化倾向也随之增大，小齿轮轴晶粒度则难以保证。微合金元素Nb、Ti、等,都可以通过在钢中形成析出相对晶界钉扎来抑制晶粒长大,其中Nb的作用最为明显。因此，我们准备在三峡升船机17Cr2Ni2Mo试制小齿轮轴中增加0.030.05Nb来提高经VCD处理的17Cr2Ni2Mo钢水的晶粒粗化温度，从而保证小齿轮轴晶粒度的要求。4) 两次镦拨工艺为了满足锻比大于5的要求，同时也为了保充分锻透，锻造拟采用WHF法两次镦拨工艺。4. 冶炼工艺1) 50吨电炉初炼a) 配碳量:1.001.20%，配入活性石灰不小于3t；b) 成分控制：C：0.06%0.14%（包括合金带入的碳），Si：0.10%，Mn：0.400.50%，P：0.005%，Cr：1.601.80%，Mo：0.300.35%，Ni：1.501.70% ,Cu：0.20 %c) Mn-Fe、Cr-Fe在炉后不记烧损按下限随钢流加入；严禁加入硅铁及Si-Mn合金；d) 出钢温度： 16501680；e) 出钢前10分钟通知铸锭置换氩气。出钢时氩气压力35kg；f) 采用留钢留渣操作，出钢量按计划控制；g) 出钢时随钢流加入活性石灰200300Kg。 2) LF精炼a) 成分控制：C：0.140.19%， Si：0.10%， Mn：0.400.50%， S：0.005%,S争取0.003%，Cr：1.601.80%， Ni：1.501.70%，Mo：0.300.35%，Nb按0.05%加入 。 b) 50吨电炉出完钢到LF炉钢包车上后，由铸锭和炼钢操作工共同进行氩气置换；c) 进入加热工位送电，加石灰和萤石造渣，石灰：萤石=4：1，石灰和萤石分批加入。第一批渣料加入完毕，提温化渣，加扩散脱氧剂，待温度达到1580取样作全分析；补加第二批渣料，升温化渣，并根据化学分析调整合金成分，温度达到1600时合金必须调整完毕。扩散脱氧剂C粉和Si-Fe粉要分批加入，碳粉用量24kg/t钢水，Si-Fe粉用量11.5kg/t钢水，尽可能多用碳粉。在精炼后期炉内要保持微正压，不断补加扩散脱氧剂，保持还原气氛；d) 在精炼过程中，要时刻观察氩气情况，适时调整氩气压力和流量，LF精炼前期Ar气流量可大一些，控制在4080L/min；后期保温期可小些，控制在3060L/min，以不裸露钢水面为宜；e) 精炼包内渣层厚度必须控制到200-300mm厚，并保持渣子有良好的流动性；f) 精炼时间大于90分钟以上，合金加完后要求在送电情况下精炼白渣保持时间20分钟；g) 原则上调完合金后不允许再加渣料，只许加入扩散脱氧剂。如果需补加渣料，加完后白渣保持时间20分钟；h) LF出钢前取样分析，争取渣中FeO0.5%； S0.005%（S争取0.003）方允许出钢；i) 出钢温度：16501660。Nb按0.05加入；j) 回LF加热，不允许加入渣料，可加入少量扩散脱氧剂，加热温度16301640。3) VCD处理a) VCD时根据点测温度决定处理时间，VCD处理时间25分钟；b) VCD前期Ar气流量控制在2070L/min，后期控制在 70130L/min；c) VCD结束后回LF加热。4) 浇注a) 准备钢包时，钢包内钢渣必须清理干净；b) 中间包采用60t塞杆吹氩中间包，按类钢准备。用优质塞头，高铝硅线石袖砖。中间包烘烤必须良好；c) 真空度0.5乇，中间包才能开浇；中间包开浇温度15801590。中间包注满立即测温，若温度低于开浇温度，立即开浇；若高于开浇温度，应吹氩到开浇温度后开浇；d) 锭模及底盘使用前必须打磨见光，浇前保证模温40120；e) 浇注总时间控制在1522分钟；f) 浇注结束后，不需移开真空大盖，破空后30秒内加入富士科发热剂（2kg/t钢水）。加入完毕；待移开大盖后2分钟内通过筛网加入46袋炭化稻壳保温；g) 铸锭车间必须对塞头、塞杆、滑板及吹氩管路仔细检查，确保钢包打得开关得住；h) 钢锭热送时间为1415h。5. 锻造工艺1) 支撑杆锻件图(见图1-1) I II III F82017（F770） F530 17（F480）F530 17（F480） 5380(5376)68020(560)490(200285) 373020(2006221)图1-1 锻件图2) 旋转锁定螺杆锻件图(见图1-2)F158015（F1535） 266025(2385200) 图1-2 锻件图3) 钢锭工件1拟采用18T钢锭，锻比要求大于5。工件2直径较大（锻件直径达1580），锻比要求大于5，并且，VCD工艺也要求采用大钢锭， 57T钢锭属短粗型钢锭，质量较好，两次镦拨可满足锻比要求，综合考虑，本次生产拟采用57T钢锭。附42CrMo4V钢工艺控制要点1、工艺流程电弧炉EBT LF精炼 VD真空脱气 模铸 钢锭退火、热送或缓冷 精整修磨2、EBT初炼配料要求配C量0.60-1.00%，P0.040%，必须加强对残余元素的控制，根据炉料结构合理搭配确保出钢量。出钢要求a）C 0.08-0.25%，P0.008%，温度1640-1660，合理配加合金，确保到LF成分满足以下要求：C:0.30-0.38%，Si：0.10-0.25%，Mn：0.55-0.75%，Cr：0.80-1.00%，Mo：0.12-0.17%。b）出钢物料加入顺序：出钢20%先加少部分增碳剂预脱氧，再加入脱氧剂及合金，出钢40%加入剩余增碳剂，出钢70%加渣料。c）采用留钢留渣操作，严禁出钢下渣。3、LF精炼钢包车到 LF工位，先喂Al线再通电，适时调渣，总渣量控制在2.5%左右。送电化渣后采用 FeSi粉、SiC和C粉进行扩散脱氧，根据钢液含氧量调整脱氧剂用量，确保10分钟内白渣并且炉渣流动性良好，此后少量多次加入脱氧剂，保持还原气氛，确保白渣时间大于30分钟。精炼过程中适时观察氩气搅拌情况，及时调整氩气流量和压力，避免钢液裸露。测温1570，取样做全分析，根据分析情况调整成分。根据取样成分补喂铝线确保成品铝在0.010-0.015%,同时适量补喂入Ca-Si线。加强生产组织，确保LF冶炼时间不低于45分钟。4、VD炉在真空度67Pa以下保压时间15min，脱气总时间25min。适时观察氩气搅拌情况，严禁无氩气抽真空。真空处理结束，打开真空盖，取样分析并测温。保持软吹时间10min。吊包浇注，吊包温度15481558,根据锭型大小、钢包情况酌情调整，吊包前加入三袋炭化稻壳保温。5、浇注出钢时，浇钢工必须到VD炉前了解钢液温度、钢种、和其它相关情况，在炉前操作完毕，软吹氩时间10分钟，温度符合即可吊包,前往浇注区。将钢包吊置预先放置的引流锭模上方接通氩气管,放掉引流砂和200300kg钢水，做好水口预热工作，然后关闭滑板，同时打开氩气。引流后应迅速吊钢包至浇口上方开浇，钢包下水口与浇口距离150200mm，采用氩气保护浇注或石蜡草圈保护浇注。（均需提前安装）开浇时要求开流适中，跟流及时，根据液面上升情况调整控制好浇注速度。做到不喷溅、不翻腾、保护渣全面覆盖液面，同盘锭模内钢水液面无高低，平稳上升。模内钢液面上升至帽口线（锭肩处）下方要减流，以防帽口线处飞边过厚造成横裂纹，液面进入帽口后应逐步减流、中长流补注，钢液面进入帽口高度达三分之二时加入发热剂，液面到帽口上沿加保温剂。第一盘浇注结束后取成品样，水口结瘤应小心打掉，关闭水口时可试用不关死方法，但要在第二盘水口上方采取防范措施，不让滴漏钢水进入中注管。第二盘浇钢前处理掉水口结瘤。4) 锻造工艺我公司拥有的8000 吨水压机，引进WHF锻造法，主要采用1200mm宽砧（52吨及以下钢锭）和1500mm宽砧（53吨及以上钢锭）。在轴类、饼类及模块类锻件锻造中得到了广泛的应用，也积累了大量的工艺和操作经验。实践证明，WHF锻造法对钢锭的锻透效果好，操作相对容易掌握，是大型水压机的最佳选择。适当延长钢锭保温时间，使其加热更加均匀（加热工艺见图2-1、2-2），用1500mm宽砧，采用WHF法两次镦拨（工艺参数见表1-1、1-2），严格控制进砧量和压下量等工艺参数，保证内部缺陷充分焊合；严格控制终锻温度，以保证晶粒细化。图2-1 18T钢锭加热工艺曲线（支撑杆）图2-2 57T钢锭加热工艺曲线（旋转锁定螺杆）表1-1 锻造变形工艺（支撑杆）火次 温度 操 作 说 明 变 形 过 程1.1220800冒口压墩粗把，漏盘墩粗至1400 210 650 2150820八方FM法连续拔长程序趟数翻转压下后趟数翻转压下后101210518010202180107069010701080390130079095041801150890100010102.31230750用650上平砧，下转台按程序拔长8趟，拔820八方，分料，拔长，整形，成形火次 温度 操 作 说 明 变 形 过 程1.2.312208001230750冒口压墩粗把，漏盘墩粗至2000拔1600八方漏盘墩粗至2000拔1580八方滚圆，整形，成形 表1-2 锻造变形工艺（旋转锁定螺杆）5) 锻后热处理工艺锻后热装炉进行采用两次正火处理为细化晶粒。在锻后表面空冷到500550，然后装入600650的热处理炉中待料，在热处理炉装满后，开始执行锻后热处理工艺。大锻件的锻后热处理工艺极为重要，往往决定一个大锻件制造的成败。齿轮轴锻件采取1 次高温正火、1次正常正火、2次过冷处理和扩氢退火等组成的锻后热处理工艺（见图3-1-1、3-1-2；图3-2-1、3-2-2）。图3-1-1图3