Способ изготовления поковок валов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 1 76481 Д(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 16.10.78 (21) 2673034/25-27с присоединением заявки МВ -(51)М, Кл.з В 21 3 5/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 25. 09. 80(72) Автор изобретения Г. А. Пименов Научно-производственное объединение по технологии машиностроения ЦНИИТМАШ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОКВАЛОВ 15 25 30 Изобретение относится к обработ- ке металлов давлением, а именно к способам ковки крупногабаритных поковок.5Известен способ изготовления поковок валов, включающий нагрев слитка, ковку и термическую обработкуОднако способ не позволяет получать крупногабаритные валы с одно,родной мелкозернистой структурой во всем объеме поковок. Это объясняется не только отсутствием специальных ковочных нагревательных устройств и печей, способных нагревать заготовки более 2000 мм, но и невозможностью обеспечить при ковке по всей длине заготовки одну и ту же температуру деформации.Для повышения качества поковок при изготовлении крупногабаритных валов в процессе ковки слитка вначале отковывают трехступенчатую заготовку с размерами первой ступени, соответствующими окончательным размерам, второй,и третьей ступенис промежуточными размерами, после чего производят отпуск заготовки,а затем разнотемпературный нагрев ее по ступеням, при котором третью ступень нагревают до максимально допустимой температуры ковки, а первую ступень на участке, примыкаю- щеМко второй ступени на длине не менее двух ее диаметров, выдерживают при температуре 150 - А С 3,опосле чего отковывают до окончательных размеров вначале вторую ступень, затем - первую.В зависимости от длины вала ука- занную последовательность операций повторяют неоднократно.При этом при ковке второй ступени промежуточные размеры устанавливают с припусками, обеспечивающими в дальнейшем величину. степени деформации не менее 5. На фиг. 1 показан слиток; на Фиг. 2 - трехступенчатая заготовка на фиг. 3 - разнотемпературный нагрев трехступенчатой заготовки под ковку; на фиг. 4 - ковка второй ступени с припуском - Ь 0 до поковочных размеров; на Фиг; 5 - заготовка перед последней стадией ковки; на Фиг. 6 - готовый вал,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Сначала за один или несколько коночных нагревов куют ступенчатую заготовку, имеющую не менее трех ступеней, При этом ступени отковывают последовательно. Вначале куют одну из ступеней до поковочных раз- меров. Затем другую - до промежуточных размеров с припуском, обеспечивающим величины деформаций не менее, чем 5 для исправления при конке крупнозернистой структуры, образующейся при последующем нагреве. Третью ступень куют также до промежуточных размеров, обеспечивающих укладку этой ступени на поду печи. При ковке ступенчатую заготовку подвергают антифлокенной термической обработке - отпуску. После этого нагревают третью ступень до максимально дбпустимой коночной темпера- туры. При этом первую ступень нагревают и выдерживают при с = 150 С " А С на длине не менее идвух ее диаметров, так как греть первую ступень на всю длину нецелесообразно по технико-экономическим показателям: повышенный расход газа, пониженная напряженность пода печи, нецелесообразный рАсход .кирпича (кладки).А в ряде случаев эту ступень нельзя нагреть на всю ее длину из-эа ограниченных габаритных размеров цеха (с- температура металла заготовки). Выбор интервала температур сп = 150 С - АС- обусловлен следующими соображениями:. ниже 150 ОС - ьоэможно образование флокенон, выше АС 9 - происходит рост зерен. Указанный интервал температур.в зависимости от марки стали и сечения заготовки гарантирует обеспЕчение во второй ступени коночной температурЫ, необходимой дляосуществления последующей горячейпластической .деформации (для исправления выросшего при нагреве аустенитного зерна). Неравномерно нагретую по длине ступенчатую заготовку подвергают ковке так, что в первую очередь отковывают ступень с припуском до поконочных размеров. Этаоперацйя позволяет измельчить н этой ступени возросшее зерно при нагреве. Затем отконывают третью ступень до поковочных раэмерон. В случае, если третью ступень за один нагрев нельзя отковать до требуемых размеров вала, указанную выше последонательность операций повторяют неоднократно. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать удлиненные валы практически неограниченной длины. с однородной мелкозернистой структурой во всем объеме поковок,В качестве примера конкретногоисполнения способа приводится опи Поковка вала листогибочной маши-ны имеет массу 140 м, диаметр 900 мми длину 26000 мм.Первоначально иэ слитка (см.фиг. 1) за пять нагревов отконывают,например, в вырезных бойках с угломвыреза 9 = 135 ф трехступенчатую заготовку см. фиг. 2) следующим образом: ступень Т - до поковочныхразмеров с О. = 900 мм с получением.максимально возможной длинй= 15000 мм при условии, чтобы ступеньпо габаритам помещалась в (5 печь, ступень П - до промежуточныхразмеров Я= 400 мм, 0.1 + дО,900 мм + 100 мм = О = 1000 мм, гдед 0.1 - припуск, обеспечивающий неличину деформаций Е = 10 при по следующей ковке на поковочные размеры. 25 ЗО 35 40 45 50 сание ковки и термообработки валадля листогибочной машины из слиткауассой 205 т. стали 25 ХНЗМФА. Ступень Л - до промежуточных размеров О = 1630 мм, С= 3200 мм.Затем отконанную заготовку подвергают антифлокенной термической обработке - отпуску, нагренают всю заготовку до сп = 650 С по всему объему, выдерживают при этой температуре в течение 20-36 ч с последующимзамедленным охлаждением. Далее нагретую заготовку подвергают раэнотемпературному нагреву в кузнечнойпечи по ступеням: ступень Т на длинене менее двух ее диаметров ныдерживают при сс = 350 С, ступень йс = 1220-1240 С, а в ступени 11температура составляет 750-1100 СЬе(указанную операцию можно осуществлять, например, в установке, показанной на фиг. 3, где 1 - нагревательная печь; 2 - перекосная приставка к печи, в которой поддерживают (для стали 25 ХНЗМФА) температуру 1 с, = 350 С),Неравномерно нагретую по ступеням заготовку подвергают ковке (см.фиг, 4), причем в первую очередьобжимают до поковочных размеров ступень П с Я = 10 (см. фиг, 2-5),а затЕм отковывают ступеньна поковочные размеры вала Р = 26000 мм,В = 900 мм, например, в вырезныхбойках с углом выреза . М = 135 О,Е ъ 10 (см. фиг. 6). После окончания ковки нал подвергается термообработке.Предлагаемый способ позволяет получить крупные валы практически неограниченной длины с однородной мелкозернистой структурой во всем объеме заготовок, Кроме того, предлагаемый способ позволитврезко уменьшить длительность металлургического цикла производства уникальных крупных удлиненных валов.764814 Фиг. 2 формула изобретения Способ изготовления поковок валов, включающий нагрев слитка, ковку и термическую обработку, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества поковок при изготовлении крупногабаритных валов, в процессе ковки слитка вначале отковывают трехступенчатую заготовку с размерами первой ступени, соответствующими окончательным размерам, второй и третьей ступени - с промежуточными размерами, после чего производят отпуск заготовки, а затем раэнотемпературный нагрев ее поступеням, при котором третью ступень нагревают до максимально допустимой температуры ковки, а первую ступень на участке, примыкающемко второй ступени на длине не менее 5 двух ее диаметров, выдерживают притемпературе 150 - А С 9, после чеФго отковывают до окончательных размеров вначале вторую ступень, а затем - третью.30 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Трубин В. Н. Свободная ковкана прессах. 1967, д. 249-253.7 б 4814 аказ 63 Тираж 9 Вб Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская на 5., д. 4/5