加热、锻造工艺规程—新.pdf

1 第一部分 钢锭（坯）加热规程 1.适用范围：本规范用于一般钢锭、电渣锭和坯料的锻造加热。对于特殊用途的钢锭（坯）以技术部下达的工艺卡片为准。2.规程内容 2.1 装炉前准备 钢锭入炉前，要按照相关技术条件，认真核对钢号、炉号、锭重、表面质量等。对于电渣锭，还要测量长度、核对重量，针对电渣锭表面渣沟及尾部渣疤重皮等要求清理后再装炉。2.2 钢锭装炉规定 2.2.1 钢锭表面温度大于 550为热锭，按热锭加热规范加热；钢锭表面温度低于 400为冷锭，按冷锭加热规范加热；温度介于两者之间为半热锭，半热锭在 600-750炉内预热一段时间（见表 1）后仍按热锭加热，如半热锭直接入高温炉，钢锭加热升温时间可按冷锭升温时间缩短 1/3,保温时间不变；钢锭表面温度低于 400按冷锭加热，如冷锭在 650-750炉内预热一段时间（见表 2）后仍按热锭加热。表 1 半热锭预热时间 锭 重 3.7t 49.5t 1013.5t 1417.5t 1821.5t 22t 预热时间（h）1 2 3 4 5 6 表 2 冷锭预热时间 锭 重 3.7t 49.5t 1013.5t 1417.5t 1821.5t 22t 预热时间（h）1.5 3 6 7 8 8 2.2.2 禁止冷锭、热锭混装同一炉加热（钢锭预热炉除外）。2.2.3 冬季（指 12 月初次年 2 月末）在露天存放的易炸裂的钢种（见表 3），冷锭不能直接装炉，装炉前要在车间内存放一段时间，具体存放时间（见表 4）。表 3 露天存放易炸裂钢种 组别 钢 号 易裂钢种 T10T13、T10Mn GCr6GCr15、GCr15SiMn、9Cr2、9Cr2Mo、9Cr2MoV、9Cr2W、9Cr3Mo、MC3、MC5、5CrMnMo、5CrNiMo、Cr2、4-6CrW2Si、4Cr5MoVSi、4Cr5MoVSi1、1Cr5Mo、CrW5、Cr12、Cr12MoV、CrMn、Cr12V1、9Cr18Mo 等 表 4 易炸裂冷锭在车间存放时间 2 锭 重 3.7t 49.5t 1013.5t 1417.5t 1821.5t 22t 存放时间（h）24 48 72 96 120 150 2.2.4 同炉装有不同钢号、不同截面的钢锭或钢坯；加热温度采用最低的，小钢锭到保温时间可以锻造，大钢锭按累计保温时间计算，重量大于 25t 钢锭镦粗时，炉温可提高 20。2.2.5 钢锭应放在垫铁上加热，垫铁高度300mm，沃克斯加热炉可以低一点儿，台车上的氧化皮应经常清理，保持炉气畅通。2.2.6 根据装炉形式确定保温时间：始锻温度下的保温时间=工艺保温时间装炉系数 2.2.7 装炉方式分组：装炉方式：两支钢锭并排码放，中间间距大于钢锭（坯料）直径 1/2 时，装炉系数为 1.0。如图 1 装炉方式：几支钢锭并排码放，中间间距不足钢锭（坯料）直径 1/2，但大于直径 1/4 时，装炉系数为 1.2。如图 2 装炉方式：沿炉底长度码放两层钢锭时，装炉系数为 1.5。如图 3 3 2.3 炉温控制与加热规定 2.3.1 钢锭(坯)在锻造温度下的保温时间从炉温达到始锻温度时算起；保温终结时，金属表面温度应与炉温一致；钢锭(坯)加热过程中必须精心操作，严格控制装炉温度、升温或冷却速度；炉气应保持微正压。2.3.2 关于锻造温度下最小保温时间的规定，遇到下列情况时，最小保温时间还允许有所缩减。当第一火只是压钳把、倒棱、切底时，可缩短到表列值的 1/2。当最后火次只剩剁料、直弯等工序时，该时间可缩短到表列时间值的 1/3。当停锻温度高于 950，或达到最大保温时间而降温，然后于短时间内又升温时，该时间可酌情缩短到表列值的 2/31/2。进行镦粗的、组钢锭，最小保温时间应按相应钢锭表列值增加 30。2.3.4为了避免锻件粗晶组织，锻件最后一火次或返修锻件的始锻温度可按其剩余锻造比(K)确定:K 1.6，可按允许的最高始锻温度加热；K=1.3 1.6，最高加热温度1050；K 1.3，最高加热温度950（结合钢种分类）。2.3.5加热曲线中的三段保温时间，即低温段（700以下）、中温段（700900）和高温段（900以上）保温为最小保温时间，其中低温段最大保温时间不限，中温段最大保温时间为24h，高温段最大保温时间详见表9。2.3.6 加热实际操作记录要详细准确。按规定每一小时记录一次炉内温度、天然气压力及流量，并记录清楚工艺执行过程中的时间拐点（如：点火、升温、降温、保温、装炉、出炉等），并记清楚钢锭（或锻件）出炉、去向、材质、产品编号、吨位等，并画好装炉草图。4 2.4 各钢种的加热锻造温度范围 表 5 钢的加热和锻造温度范围 类别 钢 种 最高始锻温度 终锻温度 炉温 锭坯温度 粗锻 精锻 1）1045，1530Mn，1530Cr，1230CrMo，16Mn，1030Mn2，20MnMo（Nb），Q345D，S355J2G3 1250 1230 750 700 2）5070,3550Cr,3542CrMo,1235CrMoV,3550Mn2，35 50Mn,20 35CrMnV,20CrMnMo,20 55SiMn,20 35CrMnSi，21CrMo10，12Cr1MoV，12Cr2Mo1，34CrMo1A，3040CrNiMo,34CrNi3Mo（V），PcrNi3Mo（V），12CrNi23，60CrMnMo,5CrNiMo,5CrMnMo,60SiMnMo,2035Cr3Mo1V,P20,2035Cr3Mo1V,60CrMoV，38CrMoAl，18MnMoNb 1240 1220 800 750 3）T7T12，5CrNiW，3Cr2W8（V），18CrNiW，5CrMnSiMo（V），1418CrMnMoVB，1Cr5Mo，02Cr18Ni9Ti，9Cr2（Mo）（W），9Cr3Mo，MC3，MC5，04Cr13，6CrW2Si，60Si2Mn，GCr15SiMn，Cr17Ni2，H13，Cr12MoV，4580Cr5NiMo，65Mn 1210 1190 850 800 不锈耐热钢 4）奥氏体型：0Cr19Ni10NbN、1Cr18Mn18Ni5N、1Cr17Ni72Cr18Ni9（Ti）、4050Mn18MoV 5）铁素体型 0Cr13Al、1Cr17、1Cr17Mo、2Cr25N 6）马氏体型 1Cr12、Cr12MoV、04Cr13、711Cr17、2Cr12MoVNb、1Cr11MoV、9Cr18、9Cr18Mo 7）沉淀型 0Cr17Ni4Cu4Nb（S1310）4）11801200 5、6、7）11501180 4）11501180 5、6、7）11201150 4）850 5）800 6）900 7）950 4）800 5）700 6）850 7）850 1）锻造温度下的保温温差公差一般为10；2）未列入的钢种按实际下发加热工艺卡执行。5 2.5 钢锭加热时间 表 6（、类钢种）钢锭（坯）加热规范 钢种类别 钢锭规格、类（冷）锭加热曲线、类（热）锭加热曲线 序号 锭 重 锭 身 直 径 冒 口 端 锭 身 直 径 底 部 端 最高装炉温度 最高装炉温度 1 1.75-2.5 518 441 900 1.0 100 1.5 1100 100 1.5 2 3-3.7 632 534 900 1.5 100 2.0 1100 100 2.0 3 4.2-6 703 601 850 2.0 100 2.0 1100 100 2.0 4 7-9 825 708 850 2.0 100 3.0 1000 100 3.0 5 10-13 931 825 800 3.0 80 4.0 900 80 4.0 6 13.5-17.5 1014 870 800 3.0 80 2.0 80 5.0 850 2.0 80 5.0 7 18-21.5 1180 1023 700 3.0 80 3.0 80 6.0 850 3.0 80 6.0 8 21.5-25.5 1259 1087 700 4.0 80 3.0 80 7.0 850 80 3.0 80 7.0 9 26-31.5 1353 1213 600 4.0 60 4.0 80 7.0 850 80 4.0 80 7.5 10 32-35 1403 1232 600 4.0 60 4.0 80 8.0 850 80 4.0 80 8.0 11 35.5-38.5 1455 1280 600 4.0 60 5.0 80 8.5 850 80 5.0 80 8.5 12 39-43 1508 1324 500 4.5 50 6.0 80 9.0 850 60 6.0 80 9 13 43.5-52 1628 1455 500 5.0 50 7.0 80 10 850 60 7.0 80 10 1)大于 52 吨钢锭加热另行编制工艺；2)电渣重熔锭加热参考上表中冒口端锭身直径规格，按照相近原则选取；3)升温过程中的保温温度公差一般为20，锻造温度下的保温温度公差一般为10。（h）锻造温度 锻造温度（h）升速（/h）（h）升速（/h）（h）装炉温度 升速（/h）（h）升速（/h）（h）850 850 装炉温度 6 表 7（类钢种）钢锭（坯）加热规范 钢种类别 钢锭规格 类（冷）锭加热曲线 类（热）锭加热曲线 序号 锭 重 锭 身 直 径 冒 口 端 锭 身 直 径 底 部 端 最高装炉温度 最高装炉温度 1 1.75-2.5 518 441 750 1.0 1.0 1.5 850 1.0 1.5 2 3-3.7 632 534 700 1.5 100 1.0 100 2.0 850 100 1.5 100 2.0 3 4.2-6 703 601 650 2.0 100 1.0 100 2.0 850 100 2.0 100 2.0 4 7-9 825 708 550 2.0 100 2.0 100 3.0 800 100 2.0 100 3.0 5 10-13 931 825 500 3.0 80 2.0 80 4.0 800 80 2.5 80 4.0 6 13.5-17.5 1014 870 500 3.0 80 2.5 80 5.0 550 2.0 80 3.0 80 5.0 7 18-21.5 1180 1023 500 3.0 70 3.0 80 6.0 550 2.5 70 3.0 80 6.0 8 21.5-25.5 1259 1087 450 4.0 60 3.0 70 7.0 550 2.5 60 3.0 70 7.0 9 26-31.5 1353 1213 450 4.0 60 4.0 70 7.0 550 3.0 60 4.0 70 7.0 10 32-35 1403 1232 450 4.0 50 5.0 60 8.0 550 3.0 50 5.0 60 8.0 11 35.5-38.5 1455 1280 450 5.0 50 5.0 60 9.0 450 3.5 50 5.0 60 9.0 12 39-43 1508 1324 450 5.5 40 6.0 50 10.0 450 4.0 40 6.0 50 10.0 13 43.5-52 1628 1455 450 6.0 40 7.0 50 11.0 450 5.0 40 7.0 50 11.0 1)锭重大于 52 吨钢锭（电渣锭）加热另行编制相应加热工艺；2)电渣重熔锭加热参考上表中冒口端锭身直径规格，按照相近原则选取；3)加热过程中需进行高温扩散的材质，参考（2014）锻技规字第（08）号文件芯棒、辊坯钢锭加热规范执行，相关材质如 9Cr3Mo、9Cr2Mo、86CrMoV7、MC3、MC5、70CrNiMoV、70Cr3NiMo、70Cr3Mo、H13 等钢种；4)升温过程中的保温温度公差一般为20，锻造温度下的保温温度公差一般为10。（h）锻造温度 锻造温度（h）升速（/h）（h）升速（/h）（h）装炉温度 升速（/h）（h）升速（/h）（h）850 850 装炉温度 7 表 8（不锈钢）钢锭（坯）加热规范 2.6 钢锭最大允许保温时间 因设备故障或其他原因不能锻造，造成以下后果：热停工 48 小时，一般钢种应按下限保温；热停工超过 8 小时但未超过最大保温时间时必须将炉温降到 1000保温；热停工超过最大保温时间必须将炉温降到 750保温，在此温度下保温时间不限；易脱碳钢种（高碳钢）、不锈钢、耐热钢等钢种热停工时间达到前述时间的一半则必须进行适当的降温；不同锭重最大保温时间详见表 9。钢种类别 钢锭规格 不锈钢类（冷）锭加热曲线 不锈钢类（热）锭加热曲线 序号 锭 重 锭 身 直 径 冒 口 端 锭 身 直 径 底 部 端 最高装炉温度 最高装炉温度 1 1.75-2.5 518 441 600 2.0 50 2.0 850 50 1.0 100 2.0 2 3-3.7 632 534 600 2.0 50 100 3.0 850 50 1.5 100 3.0 3 4.2-6 703 601 550 3.0 50 100 4.0 800 50 2.0 100 4.0 4 7-9 825 708 550 4.0 45 100 5.0 700 50 2.5 100 5.0 5 10-13 931 825 450 4.0 45 100 6.0 600 45 2.5 100 6.0 6 13.5-17.5 1014 870 450 5.0 45 100 7.0 550 45 3.0 100 7.0 7 18-21.5 1180 1023 450 5.0 40 2.0 80 8.0 550 40 4.0 80 8.0 8 21.5-25.5 1259 1087 450 6.0 40 3.0 80 8.5 500 40 5.0 80 8.5 9 26-31.5 1353 1213 450 7.0 40 4.0 80 9.5 500 40 6.0 80 9.5 1）锭重大于 32 吨钢锭（电渣锭）加热另行编制相应加热工艺；2）电渣重熔锭加热参考上表中冒口端锭身直径规格，按照相近原则选取；3）升温过程中的保温温度公差一般为20，锻造温度下的保温温度公差一般为10；4）不锈钢最大保温时间为表 9 中最大保温时间的一半。（h）锻造温度 锻造温度（h）升速（/h）（h）升速（/h）（h）装炉温度 升速（/h）（h）升速（/h）（h）850 850 装炉温度 8 表 9 钢锭最大保温时间 序号 锭重（T/mm）截面尺寸（mm）最大保温时间（h）大头 小头 1 1.752.5 518 441 17 2 3.03.7（640 结晶器）632 534 19 3 4.26（700 结晶器）703 601 20 4 79（800 结晶器）825 708 21 5 1013 931 825 23 6 13.517.5（1000 结晶器）1014 870 24 7 1821.5 1180 1023 27 8 21.525.5（1200 结晶器）1259 1087 28 9 2631.5 1353 1213 30 10 3235 1403 1232 31 11 35.538.5（1400 结晶器）1455 1280 32 12 3943 1508 1324 33 13 43.552 1628 1455 35 2.7 半成品返炉保温时间 实际生产过程中，锻件产品需要多火次锻造完成，中间坯料在返炉后的最大、最小保温时间详见下表 10 所示。表 10 半成品返炉保温时间 中间坯的边长（mm）最小保温时间（h）最大保温时间（h）类 类 150300 0.5 0.71.0 9 300450 0.51.0 1.01.5 11 450600 1.01.5 1.52.0 14 600800 1.02.0 2.02.5 16 8001000 2.53.0 3.03.5 19 10001200 4.55.0 5.05.5 22 12001400 5.56.0 6.06.5 24 14001600 6.57.0 7.07.5 27 16001800 7.58.0 8.08.5 30 18002000 8.59.0 9.09.5 33 9 第二部分 锻造工艺规程 1、目的 本规程为锻造操作的依据。2、范围 本规程适用于45MN快锻机正常生产的各钢种的锻造。3、内容 3.1 工具预热 冬天锻造使用的工具：如剁刀、三角、芯棒、砧子等应预热到150200。3.2 倒棱 10t以上的钢锭开始锻造时应倒棱，倒棱时应轻压，压下量不大于3050mm。3.3 镦粗 3.3.1 镦粗前的钢锭或坯料，必须按加热规程的规定进行加热。3.3.2 镦粗钳把尺寸要合适，一般比漏盘小3050mm，钳把要压正，不得偏心。3.3.3 镦粗比应 2；模块等重要锻件镦粗比应2.5。3.3.4 镦粗前坯料的高径比不应超过3.0，最好控制在2.02.5之间。3.3.5 对园饼形锻件，为得到一定的金属流线，最后一火镦粗比应1.5。3.3.6 镦粗过程中，出现弯曲时，应当用局部加压的方法校正后再镦粗。3.4 拔长 3.4.1 为防止折迭，拔长时的送进量应大于单边压下量，一般为砧子宽度的0.40.8倍。压下量规定：碳素钢、合金结构钢250mm；工具钢、不锈钢、轴承钢200mm。3.4.2 在平砧上拔长矩形截面坯料时，为防止产生纵向弯曲和夹层，在翻转前的宽高比不应超过2.02.5；当锻制需要展宽的板坯锻件时，压扁工序的送进量应尽可能加大，以利展宽。3.4.3 在端部拔长时，为防止产生漏斗形，必须遵守：（1）圆形锻件，端部压下长度应0.4D（D为料直径）；（2）方形截面锻件，端部压下部分长度应0.4A(A为边长)。3.4.4 为防止钢锭中心线偏移，拔长时转动角度要均匀，压下量要一致。有阴阳面的钢锭要返炉再保温一段时间再锻。3.4.5 摔圆前尺寸为：成品尺寸加上1020mm；H13等需多火次锻造的钢种为防止粗晶缺陷，成品前一火应控制截面尺寸（成品尺寸加30mm余量）。10 3、5 号印 3.5.1 拔长工序中分段号印时，单边台阶的深度60mm时，均应留拉引量。一般拉引量取成品直径或边长的610%，最小拉引量为30mm。3.5.2一般号印深度为单边台阶高度的2/3，号印深度100mm时应用半圆号印；号印深度100mm时，一般采用三角号印，边台阶高度50mm时，可用砧子直接压出。3、6 修整 3.6.1 锻件尺寸应当按名义尺寸锻造，不应超过锻造余量的正负公差。3.6.2 沿全长修整时，送料量要大，修整后力求锻件表面光滑，轴心要直。要求倒棱者，棱角要修整齐，细长的方轴尤其是要防止角棱和弯曲。3.6.3 有缺陷需修整的锻件，修整时每火加热温度不大于1050，局部有缺陷的锻件，修整时可以局部加大余量。3.6.4 锻制圆饼型锻件，为节约金属，减少加工工时，应当滚圆。其成品高度H150mm时，成品直径与高度之比D/H3.5时，可以不滚圆；H150mm时，D/H5.0可以不滚圆。有孔圆饼形的锻件D/H5.0需要滚圆的锻件应在工艺中注明。3.7 切断 3.7.1 切断时按截面的形状、尺寸，采用一面切，两面切，三面切，四面切的方法。切断后毛刺不得留在锻件上。成品锻件端面热切时，倾斜应当15。端面要切整齐，以保证车床定中心。3.7.2 对切断后需要进行镦粗的坯料，端面要切干净和平整。3.7.3 钢锭冒口部分一定要切干净，不得留有肉眼可见的缩孔。3.7.4 切断时应考虑冷缩现象，尤其是长轴类锻件收缩率为1.21.7%。3.8 冲孔 3.8.1 冲孔不得偏心，上下要对正。3.8.2 冲孔前坯料高度应留有拉引量，拉引量约为锻件高度的10%。3.8.3 冲孔前坯料直径与冲子直径之比应不小于2.53.0。3.8.4 为防止冲孔时，冲子冲偏使锻件报废，在内孔余量较小的情况下，圆饼坯料高度H300mm,100mm孔可不冲；H500mm时，150mm孔可不冲。3.9 扩孔 3.9.1 扩孔要使锻件壁厚均匀，不得呈现椭圆或喇叭筒形，扩孔后高度要平整。3.9.2 扩孔时马架高度相等，相互间要平行。3.9.3 对内孔较大的环形锻件，在扩孔到一定程度后旋转180，换较粗的芯棒。11 3.9.4 内孔较大的环形锻件要考虑冷缩现象，一般直径收缩率为1.21.7%。3.9.5 锻造环形件时，采用平台、平砧联合操作进行镦粗、冲孔、扩孔时注意下列事项：平台码放平整；扩孔时芯棒应放在砧子中间，不得歪斜。3.10 芯棒拔长 3.10.1 有孔的芯棒通水冷却，如锻件很短时，可根据实际情况决定是否用冷却水。3.10.2 芯棒表面要光滑，不得弯曲。3.10.3 拔长时先拔长两端，逐渐向中间推进，修正时应向芯棒轴肩方向进行。3.11 错移 3.11.1 错移时应留出足够的拉引量，拉引量一般为高度的20%左右。3.11.2 错移时要保证轴颈部分不超过规定长度，被移的两部分的中心线要彼此平行。3.12 台阶轴改锻 3.12.1 改锻前台阶转角要圆滑，倾斜的角度小于6。3.12.2 为防止改锻后主体和锻后部分产生偏心及裂纹，锻后部分，均匀加热，锻造时应勤翻转，压下量要均匀。3.13 扭转 3.13.1 为防止扭转部分产生裂纹，扭转前表面要光滑，必要时经粗车后再扭转。扭转部分要烧透，锻后要缓冷。3.13.2 扭转要准确控制角度，事先做好样板，被扭转的拐柄不应歪斜。3.14 弯曲 为防止弯曲金属被拉扁、拉裂现象，在弯曲的外部应留出多余的金属，加热要均匀、烧透。3.15 几项规定 3.15.1 对于没有锻比的锻件，因设备故障不能锻造完成，允许短时间返高温炉，但最长停留时间不允许超过1小时。如遇特殊情况超过1小时，由主管领导决定。3.15.2 锻件需返修时，由工艺员下返修工艺。3.15.3 锻造过程中，如果因钢锭裂纹严重，允许加大锻造余量，余量加大程度根据裂纹程度确定。3.16 始锻、终锻温度的规定 3.16.1 用红外线测温仪检测锻件表面温度。3.16.2 始锻温度指压下第一砧时，压下处金属侧表面的温度，应在氧化皮掉后测量。3.16.3 终锻温度指最后一次压下处金属侧面温度。12 3.18 锻后打标识 3.18.1 锻后在热锻件上应立即打标识，标识打在相当于钢锭尾端的端面上，留出中心孔的位置。3.18.2 一支锭锻几件锻件时，锭节号排列顺序从冒口端开始为1，第二件为2以此类推。第三部分 锻件（坯）矫直工艺规范 1.目的 本规范为锻件矫直的依据。2、范围 本规范适用于一般锻件（锻坯）矫直阶段的预热、矫直和回火，对于特殊钢种和重要锻件按技术部门下达的工艺卡执行。3、内容 3.1 45 号钢以下碳钢截面在 300 毫米以下，圆，方，扁锻坯（以后改锻用）允许冷矫直后不消除应力。冬季进行冷矫时，其表面温度须在 20以上。3.2 台阶轴台阶高度80mm 者，不论钢号截面及变形程度一律需热矫。另外芯棒、曲轴、船轴、电机轴类锻件弯曲度10mm 者,一律必须热矫。3.3 直线度10mm 细长轴（长径比10）锻件可以冷矫，矫直后按图 1 进行回火。3.4 一般碳钢及低合金钢锻件应在回火保温完毕后出炉进行矫直。3.5 矫直件应放在压机的中心部分，矫直时可用退火软钢当垫铁，采用多次轻压办法每次压下量不得超过 10 毫米。3.6 直时可用砧子或平台作支撑，操作机应把矫直件松开，方可矫直。严禁用操作机钳口作支撑。3.7 直件表面裂纹、尖角和划沟，在矫直前必须先用砂轮磨平，才能矫直。3.8 于较大截面的锻件，矫直可在正火空冷阶段进行。矫直终矫温度不得低于正火空冷后规定的入炉温度。随后按工艺进行回火。3.9 于较小截面的锻件可在回火完成后进行矫直。但矫直温度不得低于 350。矫直后按工艺曲线回火。3.10 已经热处理试验合格的锻件，矫直加热及随后的回火温度应低于原回火温度 3050。3.11 件（坯料）锻后矫直前的加热、矫后回火工艺曲线如下：13