(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610447268.9
(22)申请日 2016.06.20
(71)申请人 江苏大学
地址 212013 江苏省镇江市学府路301
(72)发明人 袁浩 戴恩虎 郭勇 王小明
蒋立华
(74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所
(普通合伙) 32204
代理人 罗敏
(51)Int.Cl.
B21H 1/06(2006.01)
B23P 15/00(2006.01)
(54)发明名称
工艺
(57)摘要
本发明属于制粒机械领域，具体涉及一种
新工艺，包括：下料；棒料毛坯加热；环形毛坯加
工；环形坯加热；辗环成形等步骤。相比传统的自
由锻工艺之后再大量机械切削加工成环模，
本发明使用了辗环加工工艺，使金属连续挤压塑性变
形得到的符合要求的环模锻件，金属材料得到充
分的变形和流动，减少了内部缺陷，环模内部组
织更加均匀，环模内部质量好，环模力学性能得
到很大提高，
使用寿命提高了30～35％。权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 106077377 A 2016.11.09
C N 106077377
A
1.一种生物质燃料制粒机用4Cr13环模辗环加工新工艺，其特征在于，利用卧式辗环机将环形毛坯直接辗环成环模锻件的环模辗环加工新工艺，包括以下步骤：
1)下料：
依据环模锻件图，通过锯床对钢锭下料得到棒料毛坯；2)棒料毛坯加热：将棒料毛坯放入650℃加热炉中，预热3小时；缓慢加热2小时升温至1150℃；再保温2小时后出炉锻造；
3)环形毛坯加工：利用压力机将加热后的棒料毛坯进行墩粗、冲孔，始锻温度1140℃，终锻温度900℃，得到环形件毛坯；
4)环形坯加热：将环形毛坯放入加热炉，升温至1150℃；再保温2小时后出炉；
5)辗环成形：将出炉后的环形毛坯安放至径轴向卧式辗环机上，环件毛坯套入辗环机芯辊中，在驱动辊、芯辊和上下锥辊的共同作用下，将环形毛坯挤压成符合环模锻件要求形状的环形锻件。
2.如权利要求1所述的生物质燃料制粒机用4Cr13环模辗环加工新工艺，其特征在于：所述步骤5)辗环成形具体包括以下步骤：辗环机驱动辊(7)由电机带动主动旋转，环形毛坯
(4)套入芯辊(8)中，芯辊沿驱动辊方向直线进给，在摩擦力的作用下，环形毛坯(4)在由驱动辊和芯辊组成的轧制孔型中，受到挤压并发生旋转，随着过程的进行和金属连续塑性变形，环形毛坯(4)直径逐步变大，且逐渐形成锻件要求形状；在环件长大过程中，上锥滚(9)和下锥辊(10)维持着环形毛坯上下表面的平整度，导向辊(11)和导向辊(12)维持着轧制稳定；最终，环形毛坯(4)在辗环机上被挤压为符合形状要求和尺寸要求的合格的环模锻件
(6)。
3.如权利要求1所述的所述生物质燃料制粒机用4Cr13环模辗环加工新工艺，其特征在于：辗环机的轧辊
中，驱动辊(7)和芯辊(8)组成了半闭式孔型，上下锥辊(9、10)仅维持环形毛坯上下表面的平整度，不参与轴向轧制。
权 利 要 求 书1/1页CN 106077377 A
生物质燃料制粒机用4Cr13环模辗环加工新工艺
[0001]技术邻域
[0002]本发明属于制粒机械领域，具体涉及一种4Cr13环模辗环加工新工艺。
背景技术
[0003]环模制粒机是生产生物质燃料颗粒的主要设备，其寿命长短对推广可再生生物质燃料，节省化石燃料有重要影响。环模是环模制粒机的核心部件，也是最易损件。传统“下料-墩粗-冲孔-机加工”的自由锻工艺生产的环模，内部组织分布不均、力学性能较低，使得环模性能差、易破损、寿命低，严重制约着制粒机使用寿命的提高。辗环成形新工艺过程是“下料-墩粗-冲孔-辗环加工”，新工艺直接将环件坯料通过辗环工艺加工成合格的环模锻件，具有节省材料、节省人力、过程安全、震动噪声小、自动化程度高、所加工环模内部组织均匀、力学性能好等特点，可有效提高环模质量，延长环模使用寿命，满足实际应用需求。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种4Cr13环模辗环加工新工艺，并提出了具体的加工方法，为改善环模内部质量，提高环模力学性能，从而提高环模使用寿命。此工艺提高了材料的利用率，减少了零件的加工工时，同时获得的环模内部材料组织致密，力学性能好。[0005]为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：利用卧式辗环机将环形毛坯直接辗环成环模锻件的环模辗环加工新工艺，所述工艺包括以下步骤：
[0006]1)下料：依据环模锻件图，通过锯床对钢锭下料得到棒料毛坯；
[0007]2)棒料毛坯加热：将棒料毛坯放入650℃加热炉中，预热3小时；缓慢加热2小时升温至1150℃；再保温2小时后出炉锻造；
[0008]3)环形毛坯加工：利用压力机将加热后的棒料毛坯进行墩粗、冲孔，始锻温度1140℃，终锻温度900℃，得到环形件毛坯；
[0009]4)环形坯加热：将环形毛坯放入加热炉，升温至1150℃；再保温2小时后出炉；[0010]5)辗环成形：将出炉后的环形毛坯安放至径轴向卧式辗环机上，环件毛坯套入辗环机芯辊中，在驱动辊、芯辊和上下锥辊的共同作用下，将环形毛坯挤压成符合环模锻件要求形状的环形锻件。
[0011]进一步地，上述步骤5)辗环成形具体包括以下步骤：辗环机驱动辊(7)由电机带动主动旋转，环形毛坯(4)套入芯辊(8)中，芯辊沿驱动辊方向直线进给，在摩擦力的作用下，环形毛坯(4)在由驱动辊和芯辊组成的轧制孔型中，受到挤压并发生旋转，随着过程的进行和金属连续塑性变形，环形毛坯(4)直径逐步变大，且逐渐形成锻件要求形状；在环件长大过程中，上锥滚(9)和下锥辊(10)维持着环形毛坯上下表面的平整度，导向辊(11)和导向辊(12)维持着轧制稳定；最终，环形毛坯(4)在辗环机上被挤压为符合形状要求和尺寸要求的合格的环模锻件(6)。
[0012]进一步地，上述辗环机的轧辊中，驱动辊(7)和芯辊(8)组成了半闭式孔型，上下锥辊(9、10)仅维持环形毛坯上下表面的平整度，不参与轴向轧制。
[0013]相比传统的自由锻工艺之后再大量机械切削加工成环模，本发明使用了辗环加工工艺，使金属连续挤压塑性变形得到的符合要求的环模锻件，金属材料得到充分的变形和流动，减少了内部缺陷，环模内部组织更加均匀，环模内部质量好，环模力学性能得到很大提高，使用寿命提高了30～35％。
附图说明：
[0014]图1为环模传统自由锻加工工艺流程图；
[0015]图2为本发明环模辗环加工新工艺流程图；
[0016]图3为环模辗环具体加工示意图一；
[0017]图4为环模辗环具体加工示意图二。
具体实施方式：
[0018]图1是环模锻件加工的简易流程图。传统自由锻加工工艺工程为：首先由锯床下料得到的棒料毛坯(1)。再将坯料放入650℃加热炉中，预热3小时；缓慢加热2小时升温至1150℃；再保温2小时后出炉锻造；利用压力机将加热后的毛坯进行墩粗、冲孔，始锻温度1140℃，终锻温度900℃，即过程a，得到环形件毛坯(3)。然后对冷却后的毛坯3以机械切削方式(b)加工成合格的环模锻件(5)。
[0019]图2为本发明环模辗环加工新工艺过程：首先由锯床下料得到的棒料毛坯(2)。再将坯料放入650℃加热炉中，预热3小时；缓慢加热2小时升温至1150℃；再保温2小时后出炉锻造；利用压力机将加热后的毛坯进行墩粗、冲孔，始锻温度1140℃，终锻温度900℃，即过程a，得到环形件毛坯(4)。然后，再次将环形毛坯放入加热炉，升温至1150℃；再保温2小时后出炉，将出炉环件立即安防至径轴向卧式辗环机上，环件毛坯套入辗环机芯辊中，在驱动辊、芯辊和上下锥辊的共同作用下(过程c)，将环形毛坯挤压成符合环模锻件要求形状的环形锻件(6)。
[0020]图3-4为具体的环模辗环加工过程图。保温后得到的环形毛坯(4)，立即安装在卧式辗环机上，辗环
机挤压过程为：驱动辊(7)主动旋转，环形毛坯(4)套入芯辊(8)中，芯辊沿驱动辊方向直线进给，在摩擦力的作用下，环形毛坯(4)受到挤压并发生旋转，随着过程的进行和金属连续塑性变形，环形毛坯(4)直径逐步变大，并在上锥滚(9)和下锥辊(10)的旋转下，维持着环形毛坯上下表面的平整度，环件长大过程还有着导向辊(11)和导向辊(12)的扶持稳定。最终，环形毛坯(4)在辗环机上被挤压为环模锻件(6)。
图1图2
图3图4
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