常用冷热加工工艺

1、常用冷热加工工艺简介常用冷热加工工艺简介材料热加工的主要生产流程材料热加工的主要生产流程 主要的热变形工艺及典型工艺简介主要的热变形工艺及典型工艺简介冶炼冶炼获取一定尺寸的钢锭获取一定尺寸的钢锭压力加工压力加工获取一定尺寸形状及获取一定尺寸形状及性能的坯料或产品性能的坯料或产品典型工艺流程典型工艺流程热处理热处理使产品具有最佳的加工使产品具有最佳的加工及使用性能及使用性能理化检测理化检测所需产品所需产品 材料热加工的主要生产流程材料热加工的主要生产流程主要的热变形工艺及典型工艺简介主要的热变形工艺及典型工艺简介锻造锻造设备：水压机、曲柄压力机、设备：水压机、曲柄压力机、锻锤等锻锤等650006

2、5000吨锻造压机吨锻造压机20002000吨曲柄压力机吨曲柄压力机3 3吨空气锤吨空气锤主要热加工控制参数主要热加工控制参数始锻温度，终锻温度始锻温度，终锻温度, ,变形量变形量变形速度范围变形速度范围0.010.0150/s50/s其中水压机其中水压机0.01-1/s;0.01-1/s;曲柄压曲柄压力机力机1-10/s1-10/s，锻锤，锻锤10-50/s10-50/s特点特点借助于模具或自由锻造成型，借助于模具或自由锻造成型，适应于形状复杂的零件适应于形状复杂的零件不同锻造设备工艺特点不同：锻锤在锻造过不同锻造设备工艺特点不同：锻锤在锻造过程的温升效应较大。程的温升效应较大。 对于传统钢

3、铁材料，锻造工艺选择时主要依对于传统钢铁材料，锻造工艺选择时主要依据据Fe-C相图，锻造温度尽量位于单相奥氏体区，相图，锻造温度尽量位于单相奥氏体区，利于塑性变形。利于塑性变形。锻造工艺选择的原则锻造工艺选择的原则0.1110104010601080110011201140116011801200temperature()strain rate(1/s)安全区安全区临界区临界区开裂区开裂区 对于高合金化结构材对于高合金化结构材料，除了基于热力学数据料，除了基于热力学数据库的相图以外，工艺制定库的相图以外，工艺制定还需结合相关热模拟试验还需结合相关热模拟试验进行选取。进行选取。某刷丝密封材料的热

4、变形区间某刷丝密封材料的热变形区间自由锻自由锻镦粗镦粗拔长拔长胎模锻胎模锻基本锻造工序基本锻造工序模锻模锻锤上模锻锤上模锻压力机上模锻压力机上模锻800-20-1-1800-20-1-2800-20-2-1800-20-2-2800-20-3-1800-20-3-2镦粗工序简介镦粗工序简介例例1 1：直径直径1380mmGH7381380mmGH738盘坯盘坯快锻水压机上钢锭开坯快锻水压机上钢锭开坯11701090020650205002 4 5 3 6 6 时间（h） 温度 （）钢锭加热工艺钢锭加热工艺炉号：炉号：947-0128947-0128；钢锭尺寸：钢锭尺寸：600mm600mm19

5、20mm1920mm锻坯尺寸：锻坯尺寸：620mm620mmLmmLmm设备：设备：45004500吨快锻水压机吨快锻水压机火火次次炉号：炉号：947-0128947-0128；钢锭尺寸：钢锭尺寸：600mm600mm1920mm1920mm锻坯尺寸：锻坯尺寸：620mm620mmLmmLmm1 1头部取约头部取约150mm150mm长压至长压至400400方作为钳把及熔检试样料；方作为钳把及熔检试样料；2 2400400方拔长至方拔长至250250方后锻至方后锻至250250八角八角, ,钢锭中部包一圈保温棉钢锭中部包一圈保温棉3 3镦粗，慢速压下到原高度的镦粗，慢速压下到原高度的1/21/

6、24 4拔长到拔长到640640方后倒棱方后倒棱630630八角钢锭中部包一圈保温棉八角钢锭中部包一圈保温棉5 5镦粗，慢速压下到原高度的镦粗，慢速压下到原高度的1/21/26 6拔长到拔长到640640方方7 7倒棱滚圆到倒棱滚圆到620620，空冷，空冷注：注：947-0128947-0128此炉钢锭的钳把需要锻打此炉钢锭的钳把需要锻打9090方熔检试样，因此锻造时要注意变形量，也可适当增加火次方熔检试样，因此锻造时要注意变形量，也可适当增加火次; ;镦粗后，回炉再加热时间为镦粗后，回炉再加热时间为120120分钟，其余均为分钟，其余均为9090分钟分钟; ;锻后空冷，并敲上钢印（炉号、钢

7、种、节号）锻后空冷，并敲上钢印（炉号、钢种、节号）; ;圆柱体的钳把切除后锻造成圆柱体的钳把切除后锻造成9090方熔检试样，圆柱体经车床剥皮方熔检试样，圆柱体经车床剥皮600600（+10+10、-0-0）mmmm然后再进行超声波探伤。探伤然后再进行超声波探伤。探伤合格后圆柱体按以下长度下料：合格后圆柱体按以下长度下料：60060012001200（+50+50、-0-0）mmmm；下料后两端平头，倒角下料后两端平头，倒角R30mmR30mm。剥皮时，以大部分缺陷剥清为准，个别缺陷可采用研磨清除。剥皮时，以大部分缺陷剥清为准，个别缺陷可采用研磨清除。变形工艺变形工艺第一火：压钳把，头部取约第一

8、火：压钳把，头部取约150mm150mm长压至长压至400400方，约用时方，约用时5 5分钟，用红外测温表面约分钟，用红外测温表面约11401140 第二火：压钳把，坯料保温约第二火：压钳把，坯料保温约2.52.5小时。从小时。从400400方压至方压至250250方，约用时方，约用时3 3分钟，分钟，用红外测温表面约用红外测温表面约11401140。钳口压制结束后，在钢锭中间钳口压制结束后，在钢锭中间1/31/3处包石棉包套处包石棉包套，回炉加热，回炉加热 第三火：第一次镦粗。从约第三火：第一次镦粗。从约1920mm1920mm镦至镦至860mm,860mm,变形量约变形量约50%50%。

9、变形时间约。变形时间约2 2分钟分钟 从第一次镦粗来看，尽管在钢锭中间从第一次镦粗来看，尽管在钢锭中间1/3 1/3 处采用了软包套措施，但由于高径处采用了软包套措施，但由于高径比大于比大于3 3，镦粗结束时仍然出现双鼓现象。镦粗结束时，坯料表面温度约，镦粗结束时仍然出现双鼓现象。镦粗结束时，坯料表面温度约1050, 1050, 坯料表面并未出现明显裂纹坯料表面并未出现明显裂纹. . 第四火：第一次拔长。坯料回炉加热时间约第四火：第一次拔长。坯料回炉加热时间约3 3小时，从高度约小时，从高度约860mm860mm拔至长度拔至长度约约1900mm,1900mm,变形时间约变形时间约3 3分钟分钟

10、 第五火：第二次镦粗。坯料经中间部分包套后回炉加热时间约第五火：第二次镦粗。坯料经中间部分包套后回炉加热时间约2.52.5小时，从约小时，从约1900mm1900mm镦至镦至860mm,860mm,变形量约变形量约50%50%。变形时间约。变形时间约2 2分钟分钟 第六火：第二次拔长。坯料回炉加热时间约第六火：第二次拔长。坯料回炉加热时间约3 3小时，从高度约小时，从高度约860mm860mm拔至长拔至长度约度约1900mm,1900mm,变形时间约变形时间约3 3分钟分钟 本次本次1380mm1380mm盘件用钢锭的开坯工作进行顺利，钢锭表面质量较好，变形工艺盘件用钢锭的开坯工作进行顺利，钢

11、锭表面质量较好，变形工艺控制严格，共计从加热至变形结束整个过程用时约控制严格，共计从加热至变形结束整个过程用时约5050小时。小时。 实例实例2 740H2 740H合金普通水压机上开坯锻造合金普通水压机上开坯锻造740H740H电渣锭尺寸为电渣锭尺寸为345345 400mm400mm，锻造共进行，锻造共进行3 3个火次，经过一个火次，经过一镦一拔，最终尺寸为镦一拔，最终尺寸为275275 620mm620mm。例例3 :3 :1250mm1250mm及及1380mm1380mm涡轮盘锻造工艺分析涡轮盘锻造工艺分析例例4 4 ：典型模锻件的成型工艺（：典型模锻件的成型工艺（GH4169GH4

12、169涡轮盘涡轮盘）基本工艺流程：基本工艺流程：下料下料镦粗镦粗机加机加探伤探伤加热加热模锻模锻冷却冷却粗加工粗加工探伤探伤理化检测理化检测轧制轧制轧机（轧制生产线）轧机（轧制生产线）主要热加工控制参数主要热加工控制参数初轧温度初轧温度/ /终轧温度（热轧）终轧温度（热轧）轧制孔型配置（热轧）轧制孔型配置（热轧） / /轧辊配置（冷轧）轧辊配置（冷轧）变形速度范围变形速度范围0.10.1300/s300/s，特点特点适用于形状简单的长线材或长适用于形状简单的长线材或长型材型材1）基于热力学数据库的相图计算确定轧制参数；）基于热力学数据库的相图计算确定轧制参数；2）结合相关热模拟试验选取控轧控冷

13、工艺；）结合相关热模拟试验选取控轧控冷工艺；3）合理的孔型配置。）合理的孔型配置。钢铁轧制工艺制定原则钢铁轧制工艺制定原则例例4 GH4169合金棒材连轧过程组织预测总轧制道次数为9，因而将最后3道次作为精轧系统，采用方椭圆圆系统，即第七道次轧制孔型为方孔，第八道次轧制孔型为椭圆孔，第九道次轧制孔型为圆孔，则第九道次孔型直径为60mm成品规格d/mm成品前椭圆孔型尺寸与d的关系成品前方孔边长a与d的关系690.700.781.641.96（1.01.08）d9110.740.821.561.84（11.08）d12190.780.861.421.70（11.14）d20280.820.831.

14、341.64（11.14）d30400.860.901.321.60d+（37）4050约0.91约1.4d+（812）5060约0.92约1.4d+（1215）6080约0.92约1.4d+（1215）轧制温度轧制温度900，初，初始截面尺寸始截面尺寸110mm110mm,初初始晶粒度始晶粒度3级级轧制温度轧制温度950，初，初始截面尺寸始截面尺寸110mm110mm,初初始晶粒度始晶粒度3级级轧制温度轧制温度900，初，初始截面尺寸始截面尺寸140mm140mm,初初始晶粒度始晶粒度6级级GH4169合金组织演合金组织演化（化（晶粒度晶粒度10级）级）温度对比温度对比尺寸、初始尺寸、初始晶

15、粒度对比晶粒度对比基准参数基准参数对比参数对比参数1对比参数对比参数2温度作用温度作用尺寸、初始尺寸、初始晶粒度作用晶粒度作用基本参数基本参数pc65RTdp40887exp100644. 1099. 0.2 . 003RTd23954exp037. 0058. 0.2 . 005 . 068. 15 . 02lnexp1drexXRTddrex51212exp10301. 1124. 0.3 (5-2) (5-3)动态再结晶动力学模型动态再结晶动力学模型例例3 典型的棒线材轧制生产线典型的棒线材轧制生产线(（东北特（东北特钢）钢）主要热加工控制参数主要热加工控制参数挤压温度、挤压速度、挤压比

16、挤压温度、挤压速度、挤压比变形速度范围变形速度范围0.10.1200/s200/s，特点特点适用于形状简单的杆型件或管适用于形状简单的杆型件或管材材挤压挤压挤压机挤压机Extrusion axleExtrusion cushionbilletExtrusion barrelDie管材挤压示意图管材挤压示意图工艺设计原则：根据数值分析确定合理工艺设计原则：根据数值分析确定合理的挤压速度、挤压温度及挤压比。的挤压速度、挤压温度及挤压比。工艺难点在于：摩擦润滑条件的选择工艺难点在于：摩擦润滑条件的选择特种成型特种成型摆碾摆碾楔横轧楔横轧径向精密锻造等径向精密锻造等Vh锤头锤头坯料坯料1. 材料学角度：基本变形特征和机理，工艺设计与组织控材料学角度：基本变形特征和机理，工艺设计与组织控制的关联性制的关联性2. 机械学角度：摩擦润滑与模具设计、轧制孔型匹配机械学角度