发电机护环钢热锻技术

                        技术领域

本发明属于锻造领域，是一种针对热塑性差的合金钢材料的锻造 技术，这些材料包括1Mn18Cr18N、Cr12、高碳高合金钢等，进一步 讲是对作为发电机护环的合金材料——1Mn18Cr18N钢的热锻技术。

                       背景技术

1Mn18Cr18N发电机护环在生产过程中执行JB/T7030-2002标 准。1Mn18Cr18N又称双十八钢、护环钢，因这种材料具有很高的抗 应力腐蚀性能，逐渐被用于发电机护环的制作。

目前，该护环的制造是采用电渣重熔锭。首先，钢锭坯料必须经 过热锻，该工序是在水压机上完成。采用常规的锻造方法是：下料— 镦粗—冲孔—预扩孔—马杠拔长—略扩孔—平整。然而该工艺很难达 到预定目的，主要难点是该材料热塑性特别差，经水压机一压就开始 出现裂纹，随着进一步的变形，裂纹迅速发展，这样就必须冷却下来 进行电弧气刨，反复数次，层层剥皮，清除裂纹。由此使坯料体积减 少了，只能做小于原先设定级数的护环，浪费了大量人力物力，而且 成品率极低，成品成本高，严重阻碍了1Mn18Cr18N作为发电机护环 的推广应用。

                      发明内容

本发明针对热塑性特别差(即可锻性差)的材质而提出的锻造方 法，如1Mn18Cr18N、Cr12、高碳高合金钢等的热锻。本发明主要解 决这些材质在热锻过程中出现裂纹，从而导致坯料损耗、成品率低、 产品成本高等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种发电机护环钢热锻技术，其特征在于：低塑性的钢锭热锻前， 在其表面浇注一层高塑性碳素钢包裹层，使坯料在三向压应力状态下 变形，提高坯料塑性，防止裂纹产生，热锻后再将钢锭上的包裹料去 掉。

包裹后的钢锭加热到1200℃±10℃保温出炉，在水压机上锻造。

所述钢锭加热后锻造前迅速将所述包裹层水冷却至900～1000℃。

所述钢锭为空心钢锭，包裹料浇注在空心钢锭的外表面和内孔， 热锻成型后在漏盘上漏掉内孔中的包裹料，然后冷却再去掉外层包裹 料，得到所需护环热锻毛坯。

所述钢锭为实心钢锭，包裹料浇注在实心钢锭的外表面，加热出 炉后进行热锻，冷却后再去掉外层包裹料，得到所需护环热锻毛坯。

所述包裹层高塑性碳素钢选用普通45钢。

所述包裹层厚度为60mm。

本发明的优点在于：

本发明采用热锻前在钢锭上包裹高塑性碳素钢的方法，解决了现 有1Mn18Cr18N护环钢热锻工艺中水压机直接压钢锭而出现裂纹地 问题。低塑性的钢锭包裹在一层高塑性的普通碳素钢内，使锻坯在三 向压应力状态下变形，从而提高了锻坯的塑性；另外1Mn18Cr18N这 种材质锻造温度范围窄(1200℃～900℃)，由于有了外包裹层，锻坯 冷却速度慢(特别是棱角处)，这样也提高了塑性，防止裂纹产生。 由于在热锻过程中增强了塑性，防止了裂纹产生，进而避免了因反复 清除裂纹而减少坯料体积，节约了材料，降低了生产成本，提高了成 品率，推动了1Mn18Cr18N作为发电机护环这一技术的发展。

                      附图说明

图1为护环锻件图

图2为浇注包裹层示意图

图3水压机滚锻钢锭外园(拔长)示意图

图4为漏掉空心钢锭内孔包裹料的示意图

                   具体实施方式

本发明的创新点在于把低塑性的材质外包裹一层高塑性的普通 碳素钢来进行热锻，由此提高了1Mn18Cr18N护环的塑性，防止裂纹 产生。由于此锻造技术涉及到电渣重熔的炼钢技术问题，故以下分两 种方案来选择性实施。即供料为空心钢锭和实心钢锭。其工艺有所区 别，针对上述两种方案给出以下两个实施例：

实施例1

一、钢锭在电渣重熔时就作成与热锻毛坯尺寸略大的空心钢锭1， 如图1所示。经立车剥皮加工后正好是热锻毛坯尺寸。剥皮加工主要 目的是去掉钢锭表面和内孔的裂纹、重皮等缺陷。如果空心钢锭表面 质量符合要求，可省掉该步骤，也可用砂轮清除表面缺陷。

二、在空心钢锭1表面和内孔浇注一层高塑性普通碳素钢(45 钢，或类似其他碳素钢)的包裹层2，如图2所示。厚度可采用60mm 左右(可根据生产过程中灵活掌握)各边均匀，并测量外径Φ3和高 度H2。

三、将包裹好的钢锭加热至1200℃，经保温出炉，坯料3放在 水压机上，立即用两支喷水管将外径包裹层冷却至900～1000℃(其 目的在于提高外表包裹层的变形抗力，使其略大于内部坯料的变形抗 力，使整个锻造过程包裹层都紧紧箍在钢锭上，起到提高塑性的目的) 开始锻造，在水压机上拉动走台，滚锻外园(即拔长)如图3所示， 控制高径比在2.5左右；镦粗，高度＝外径。这样拔长镦粗反复2～3 遍(反复次数以达到锻比为准)最后一次使锻件外形尺寸达到锻造前 包裹钢锭外形尺寸，即Φ3和H2。

四、在漏盘4上漏掉内孔包裹料(如图4所示)，锻造完毕。锻 件空冷或水冷。在粗加工时将外包裹料用立车车去(或用气割、电弧 气刨)最后得到所需要的护环热锻毛坯。

实施例2

如果电渣重熔作成空心钢锭有困难，可采用以下方案；

一、对实心钢锭进行表面处理——剥皮、去掉缺陷，同时去掉钢 锭上下端部(下料)。

二、将下的料用浇注法把坯料包裹在一层等厚度的高塑性普通碳 素钢(45钢，或类似其他碳素钢)内，厚度S≈60mm，方法同空心 锭。

三、将包裹的坯料加热至锻造温度1200℃，出炉，吊放在水压 机上用两支喷水管分别冷却两端面包裹层至900～1000℃。然后进行 镦粗——冲孔——预扩孔——马杠当芯棒拔长——略扩孔抽出马杠 ——平整端部出成品(这些锻造工艺参数与常规锻造相同)。尺寸控 制：内孔无包裹料，直接测量达到锻件内孔尺寸；高度：锻件高度加 上两倍包裹厚度(上下端面)，多余料留在外径(无须控制)，成品空 冷或水冷，在立车上将外包裹削去(或用气割、电弧气刨)，得到所 需要的护环热锻毛坯。

本发明所称1Mn18Cr18N钢的技术标准见JB/T7030-2002标准。

本发明采用的包裹锻造法的宗旨是低塑性的钢锭包裹在一层高 塑性的普通碳素钢内，使锻坯在三向压应力状态下变形，从而提高了 锻坯的塑性；另外1Mn18Cr18N这种材质锻造温度范围窄(1200℃ ～900℃)，由于有了外包裹层，坯料冷却速度慢(特别是棱角处)，这 样也提高了塑性，防止裂纹产生。

本发明不仅适用于作为发电机护环的1Mn18Cr18N钢的热锻，也 适用于其他热塑性差，而又比较贵重的合金材料的热锻，如Cr12、 高碳高合金钢等。