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大型筒类锻件多应用于压力容器,压力容器的发展趋势是大型化和整体化,设备的大型化使锻件尺寸越来越大,有些锻件尺寸已超过现有压机的锻造能力。
筒体锻件的主要制造过程包括炼钢→锻造→锻后热处理→性能热处理→性能检验。其中热加工工艺过程对产品质量均有影响,因此可通过控制热加工工艺过程来控制产品质量。
筒节锻件所用钢锭采用精选的原材料和铁合金,电炉冶炼加炉外精炼。钢水经合理控制化学成分、真空冶炼并真空浇注,保证得到高纯净度的钢。
由于筒体锻件尺寸超过现有水压机的尺寸,无法利用水压机直接锻造出成品。筒体锻件的锻造在 150MN水压机和筒体轧机上完成。先利用水压机锻造出半成品,然后在筒节轧机上轧制出成品。筒节的锻造过程为:镦粗、冲孔→芯棒、拔长→马杠扩孔→轧制出成品。
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锻件锻造的基本工艺:
冷却:锻后冷却是锻造生产中很重要的一道工序,即使前 道加热、锻造工序都是正常的,若不严格执行冷却规范,造成冷却 不当也会产生废品。
中间检验:为把住质量关,冷却后的检验不可少,此工序主要是进行外观和尺寸的检验。
锻后热处理:为保证锻件内部质量及为下道工序做好组织 准备,锻件一般要经过一热处理后交货。对于炉冷锻件,常将炉 冷和锻后热处理合并进行。
清理:自由锻件的清理主要是清楚锻件局部的表面缺陷, 如裂纹、折叠、重皮等。清理的主要方法有风铲、砂轮和火焰清理 等。对于表面要求光洁的胎模锻件和模锻件,还要清除表面氧化铁皮,其清理方法有滚筒清理、喷砂(丸)清理、酸洗和用钢刷等。
检验:此工序主要是检验锻件是否符合锻件图纸要 求及其所规定的技术要求。包括锻件表面、外形和尺寸的检验及复 验。对于有特殊要求的重要锻件,还要进行硬度、力学性能、金相 组织(高倍、低倍、晶粒度)和探伤(超声波、磁粉)等检验。
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在轴类锻件的整个成形过程中,只有应用新的锻造工艺理论与技术优化与组合,才能使各阶段的变形机制得到佳配合。其要点是:
1)锻造变形的每一瞬时,应避免或降低内部拉应力,要两向拉应力的出现。
2)在以打碎铸造组织为主的形变阶段,可采用锥形板锻粗加新FM锻造法(既用砧宽比W/H控制毛坯变形区中心不出现轴向拉应力,又用料宽比B/H控制毛坯变形区中心不出现横向拉应力、上用普通平砧的同时下用大平台的锻造方法)或LZ锻造法(同时用料宽比B/H和砧宽比 W/H控制锻件内部质量的平砧拔长工艺)拔长。
3)在焊合内部孔隙为主的形变阶段,应在一次拔长中完成,拔长可采用新FM锻造法或LZ锻造法,中间可加JTS法,不允许JTS压实后再有平板粗变形。
4)拔长方法应先选LZ锻造法验算,如砧宽比W/H小不能满足要求,则改选新FM锻造法。不论是选用LZ锻造法,河北不锈钢异型锻件,还是应用新FM锻造法,都应严格控制砧宽比W/H、料宽比B/H和压下率△H/H的合理匹配。在300 MW及以上的锻件锻造工艺中可选用JTS锻造工艺。
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