Способ ковки поковок ступенчатых валов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечном производстве при изготовлении поковок валов, например прокатных валков. Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение производительности и качества поковок. Слиток биллетируют, осаживают и протягивают промежуточную заготовку по переходам. На последнем переходе вначале формируют до поковочных размеров часть бочки длиной 150 - 200 мм и ступени с одной стороны заготовки. После этого формируют до поковочных размеров остальную часть бочки вала и ступени с другой стороны заготовки. Способ позволяет достичь указанной цели изобретения за счет снижения интенсивности охлаждения заготовок в процессе ковки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 21 К 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 4681623/27 (22) 18.04.89 (46) 15.12.91. Бюл. М 46 (71) Краматорский завод "Знергомашспецсталь" (72) И,П.Шелаев, В.П.Быков, Р,С.Гасанов, В.О,Кононенко и О.В,Стадниченко (53) 621,79/72 (088.8) (56) Соколов Л.Н. и др. Справочник кузнеца.

Донецк, Изд-во "Донбасс", 1985, с, 130—

131, табл.4,20. (54) СПОСОБ КОВКИ ПОКОВОК СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечном производстве при

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечном производстве при изготовлении поковок валов, например прокатных валков.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, повышение п роизводительности и качества поковок за счет снижения поверхностного трещинообразования и неравномерности механических свойств металла по длине.

На фиг.1 показана исходная нагретая заготовка перед последним переходом; на фиг,2 — заготовка после формирования части бочки длиной e = 150 — 200 мм и ступеней вала со стороны донной части слитка; на фиг,3 — заготовка после разворота и деформирования оставшейся части до диаметра бочки 0ь; на фиг.4 — поковка ступенчатого вала, полученная после формирования сту„„!Ж „„1697972 А1 изготовлении поковок валов, например прокатных валков. Цель изобретения — снижение энгергоэатрат, повышение производительности и качества поковок. Слиток филлетируют, осаживают и протягивают промежуточную заготовку по переходам, На последнем переходе вначале формируют до поковочных размеров часть бочки длиной

150 — 200 мм и ступени с одной стороны заготовки. После этого формируют до поковочных размеров остальную часть бочки вала и ступени с другой стороны заготовки, Способ позволяет достичь указанной цели изобретения за счет снижения интенсивности охлаждения заготовок в процессе ковки, 1 з.п, ф-лы, 1 табл., 4 ил. пеней со стороны прибыльной части слитка и отрубки отходов.

Способ ковки осуществляется следующим образом.

Исходная цилиндрическая заготовка 1, полученная в предыдущем переходе осадкой и протяжкой, предназначена для изготовления одной поковки ступенчатого вала.

Размечается участок заготовки со стороны донной части для формирования части бочки длиной 150 — 200 мм и ступеней. Объем металла этого участка включает объем металла части бочки, ступеней и объем отхода донной части слитка. Рассматриваемая в дальнейшем динамика изменения температуры поверхности заготовки в процессе свободного охлаждения на воздухе и ковки части бочки длиной 150-.200 мм до поковочных размеров соответствует изготовлению крупных поковок ступенчатых валов из углеродистых (и среднелегированных марок сталей на ствие незначительного охлаждения тела эапрессах усилием 60 — 150 МН.После нагрева- готовки при ковке ее до диаметра бочки до ковочной температуры заготовка пода- формирование ступеней со стороны приется к прессу для дефоомирования бойка- быльной части начинается при температуре ми 2, Перед началом ковки заготовки со 5 около 950 С, что значительно выше нижнестороны донной части температура поверх- го предела ковочных температур, при котоности Тп равна, примерно, 1150 С (фиг,1). ром начинается ковка прибыльной части

Формирование части бочки длиной 150 заготовок по известной технологии. Это — 200 мм и ступеней со стороны донной повышает качество поковок за счет снижечасти заготовки занимает не более 15% от 10 ния поверхностного трещинообразования и, общего времени деформирования поковки. неравномерностимеханическихсвойствме, .Остальная часть заготовки в зто время не талластупенчатыхваловпоихдлине,таккак деформируется и находится в состоянии температура конца ковки ступеней со сто свободного охлаждения. Внутренние слои роны прибыльной части равна 1000 С и заготовки не обнажаются, что снижает теп- 15 близка к температуре конца ковки ступеней лоотдачу в окружающую среду. Этому также со стороны донной части (фиг.4), Вследствие способствует оставшаяся на теле заготовки высоких температур деформирование приокалина, Температура поверхности неде- . быльной части слитка осуществляется также формированной, основной части заготовки при небольшихступенях усилий,чтоснижапосле деформирования части бочки и ступе- 20 ет энергозатраты, После формирования ней со стороны донной части понижается ступеней со стороны прибыльной частй до 1050 С(фиг.1), Температура поверхности слитка осуществляют отрубку отходов приступеней после их формирования равнялась быльной и донной части слитка (фиг.4).

1 030 С. После разворота слитка и захвата Пример. Изготовляли поковки "валок

его манипулятором за откованную ступень 25 опорный с пробой" массой 29,5 т, Поковку со стороны донной части осуществляют де- валка изготовляли на прессе усилием 60 MH формирование основной части заготовки из слитка массой 47 т. Поковка имеет диадо диаметра бочки вала. Откованная бочка метр бочки 1175 мм длиной 2430 мм. Со на длине 150 — 200 мм при этом выполняет стороны донной части имеются две ступени роль буфера (жесткой зоны), устраняя не- 30 диаметрами 830 и 550 мм и длиной 750 и равномерное значение металла — "косину" 450 мм соответственно. С прибыльной стоторца бочки со стороны донной части, кото- роны также имеются две ступени диаметрарая является следствием неравномерного ми 830 и 550 мм и длиной 750 и 720 мм нагрева крупных заготовок в пламенных пе- соответственно. Материал поковки 9ХФ. чах. В конце ковки температура поверхно- 35 Поковку изготавливали эа три нагрева. Пости бочки вала не ниже 950 С (фиг.З), сле первого нагрева слитка до поковочных

Наличие высоких температур на поверхно- температур осуществляли операцию подсти(1050 — 950 С)ивысокогосопротивления катки цапфы под захват манипулятора и металла позволяет выполнить объем дефор- биллетеровку тела слитка на диаметр 1390 мирования на 1 или 11 ступени усилия гид- 40 мм, ропресса. В то же время ковка оставшейся После второго нагрева осуществляли от основной части осуществляется при тем- осадку слитка на диаметр 2000 мм и протяжпературах, меньших, чем по известной тех- ку ссаженного блока на диаметр 1450 мм. нологии, при которой ковка заготовки до После третьего, последнего, .нагрева диаметра бочки осуществляется при темпе- 45 промежуточной заготовки до ковочных темратуре поверхности 1150 — 1050 С. Ковка в ператур ее подали к прессу. Разметили учадиапазоне меньших температур 1050 — сток заготовки со стороны донйой части

950 С позволяет улучшить качество поковок длиной 600 мм для формирования части бочступенчатых валов и повысить их стойкость ки ф 1250 мм, длиной 150 мм и ступеней за счет улучшения проработки и возможно- 50 диаметрами ф830 и 550 мм. Объем металла сти получения мелкозернистой структуры этого участка включает объем металла часметалла не только в осевой зоне, но и на ти бочки ф1250мм, длиной 150 мм, ступеповерхности поковок. ней и объем металла отхода данной части

Формирование ступеней со стороны слитка. Температура в начале ковки эаготово прибыльной части слитка начинается сразу 55 ки равнялась 1150 С. после деформирования тела заготовки до Формирование части бочки и ступеней диаметра бочки (фиг,3). Ковка участков загс- со стороны донной части заготовки осущетовки до поковочных размеров осуществ- ствлялось на первой ступени усилия пресса ляется без пауз в дефармировании, что изаняло10мин. Остальнаячастьзаготовки исключает интенсивное охлаждение. Вслед- диаметром 41450 мм в это время не дефор1697972 мировалась и находилась в состоянии свободного охлаждения. Интенсивность свободного охлаждения заготовки невелика.

Этому способствует оставшаяся на теле заготовки окалина. Температура поверхности 5 недеформированной части заготовки в момент окончания формирования ступеней с донной части равнялась 1050 С. Температура поверхности ступеней после их деформирования равнялась 1030 С. После 10 разворота слитка и захвата его манипулятором за откованную ступень диаметром 550 мм осуществляли деформирование основной части заготовки с начального диаметра

1450 мм и до диаметра бочки ф1250 мм. 15

Откованная бочка на длине 150 — 200 мм со стороны донной части выполняла роль буфера, устраняя неравномерное течение металла — "косину" торца бочки со стороны донной части, которая является следствием 20 неравномерного нагрева заготовки в печи.

Ковка заняла 10 мин. В конце ковки температура поверхности бочки валка снизилась до 950 С. Наличие высоких темпера- 25 тур на поверхности 1050 — 950 С и невысокого сопротивления металла позволило выполнить переход с Ф1450 на ф1250 мм на первой и второй ступенях усилия пресса, что свидетельствует о небольших 30 энергозатратах. Ковка бочки валка осуществлялась в пределах температур, не превышающих критический порог роста аустенитного зерна стали 9 ХФ.

Формирование ступеней со стороны 35 прибыльной части слитка осуществляли сразу после окончания деформирования тела заготовки до диаметра бочки ф 1250 мм при температуре поверхности 950 С. При этой температуре металл стали 9ХФ облада- 40 ет высокой пластичностью, что позволило завершить формирование ступеней без образования поверхностных трещин на первой ступени усилий пресса. Температура поверхности после формирования ступе- 45 ней со стороны прибыльной части слитка равнялась 1000 С и была близка к температуре окончания ковки ступеней со стороны донной части, равной 1030 С. Примерное равенство температур окончания ковки сту- 50 пеней обеспечивает повышение качества за счет снижения неравномерности механических свойств металла поковки опорного валка по длине (см. табл).

Общее время изготовления поковки 60 мин, Ковка аналогичной поковки по известной технологии составила 80 мин.

Из таблицы видно, что по предлагаемому способу ковки ступени с прибыльной и донной стороны формируются в условиях меньшей температурной разности, особенно для ступеней меньших размеров. Более высокая температура окончания ковки ступеней с прибыльной стороны по предлагаемому способу ковки обеспечивает не только снижение поверхностного трещинообраэования, но и осевого.

Длина формирования части бочки в = 150 — 200 мм на начальном этапе ковки определена экспериментально и рекомендуется для ковки крупных поковок массой до 97 т прокатных валков на прессах усилием 60 — 150 МН.

Способ позволяет повысить качество поковок вследствие снижения поверхностного трещинообразования за счет снижения интенсивности охлаждения заготовок в процессе ковки.

Формула изобретения

1, Способ ковки поковок ступенчатых валов, включающий биллетеровку слитка, осадку и последующую протяжку заготовки по переходам с формированием на последнем переходе бочки и ступеней вала с поковочными размерами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения производительности и качества поковок эа счет снижения поверхностного трещинообразования и неравномерности механических свойств металла по длине, на последнем переходе первоначально формируют до поковочных размеров часть бочки и ступень с одной стороны заготовки, а затем формируют оставшуюся часть бочки вала и ступень с другой стороны заготовки.

2, Способ поп.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что формирование бочки валика на на-. чальном этапе осуществляют на длине, равной 150 — 200 мм.

1697972

169?9?2

Тл = 700060

Составитель Н. Низов

Редактор M. Бандура Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 4352 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101