一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法，其包括：鋼錠制備、鐓拔開坯、整體熱成形、熱處理等工藝步驟；鋼錠制備，采用電弧爐+真空爐外精煉+真空自耗重熔的方法制備得到鋼錠鑄坯；所述的鐓拔開坯，將鋼錠加熱到始鍛溫度1100～1200℃，進行鐓粗和拔長，終鍛溫度800～900℃，如此循環(huán)2～4次；熱處理，在860～900℃溫度保溫0.5～1min后進行油淬，然后在260～300℃回火2～3h。本發(fā)明可以提高超高強合金鋼盲孔構(gòu)件整體強韌性能，改善其斷裂韌性，降低超高強合金的冶煉成本，減少材料浪費。
【專利說明】
一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種金鋼盲孔構(gòu)件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超高強度合金鋼材料以其超高的強度，優(yōu)良的斷裂韌性、抗剪切失穩(wěn)能力等綜合性能，在武器裝備和國民經(jīng)濟高端裝備中應(yīng)用需求廣泛。
[0003]超高強度鋼主要有低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼、高合金超高強度鋼，其中30CrMnSiNi2A、40CrNi2Si2MoVA、300M、D6AC等低合金超高強度鋼的強度能達到1600MPa以上，但其斷裂韌性較差；馬氏體時效鋼、二次硬化鋼的綜合力學性能高，如00祖18(:081051^41^1116^100等合金鋼的強度達到200010^以上，但其含一定的貴重金屬Co，材料成本昂貴。為了改善超高強合金鋼的強韌性，采用真空感應(yīng)爐熔煉、真空自耗重熔工藝方法，降低氣體含量，以及S、P等有害元素和相關(guān)的夾雜含量，但冶煉的成本較高。
[0004]超高強度鋼盲孔構(gòu)件的制造方法主要采用焊接結(jié)構(gòu)和棒料直接機加掏空等方法，焊接結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于低合金超高強度鋼構(gòu)件，以及對強韌性和斷裂韌性要求不太高的低成本構(gòu)件，但無法滿足高強高韌型構(gòu)件的制造性能要求;棒料直接機加掏空結(jié)構(gòu)的性能主要依賴棒料的性能，對棒料組織均勻性要求很高，需要將棒料芯部完全鍛透，否則盲孔構(gòu)件底部性能不合格將導(dǎo)致其整體報廢，并且機械加工造成大量優(yōu)質(zhì)合金鋼材料浪費，鍛件成材率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種超尚強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法，解決超尚強合金鋼冶煉成本高的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明公開的一種超尚強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造工藝，能夠有效改善和提尚超尚強合金的斷裂韌性，實現(xiàn)其強韌性的匹配，降低冶煉成本;能夠有效解決超高強盲孔構(gòu)件分體連接結(jié)構(gòu)損傷母體性能、棒料機械加工掏空材料利用率低下的制造不足，滿足武器裝備和國民經(jīng)濟高端裝備對高性能構(gòu)件制造的需要，降低產(chǎn)品性能質(zhì)量不達標存在的安全與事故隱患，減少昂貴的優(yōu)質(zhì)合金鋼材料的浪費。
[0007]說明書附圖
圖1為鐓粗示意圖；
圖2為FMV拔長示意圖；
圖3為超高強合金鋼盲孔構(gòu)件成形工序；
圖4為超高強合金鋼盲孔構(gòu)件沖拔引伸模具。
[0008]圖中，1-上模座;2-沖頭;3-引伸凹模;4-壓板;5-可移動打料板;6_左墊塊;7_右墊塊;8-下模座;9-還料。
【具體實施方式】
[0009]以下結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]實施例1
(I)采用電弧爐+真空爐外精煉+真空自耗重熔方法熔煉G50合金鋼，當精煉的鋼水溫度降低到1580?1630°C時，采用自硬砂澆注成Φ340Χ490πιπι的鋼錠鑄坯，鋼錠中0、N等氣體元素含量在15?20ppm。
[0011](2)將鋼錠加熱到始鍛溫度1150°C，進行鐓粗和拔長(如圖1和圖2)，終鍛溫度860°C。重復(fù)鐓粗和拔長次數(shù)為3次。第I次鐓粗的高度壓下量45%，第I次拔長的高徑鍛比為2，獲得坯料尺寸為Φ304X608_;第2次鐓粗的高度壓下量57%，第2次拔長的高徑鍛比為1.8’獲得坯料尺寸為Φ 315 X 567mm;第3次鐓粗的高度壓下量55%，第3次拔長的高徑鍛比為1.6，獲得坯料尺寸為Φ 330 X 517mm。
[0012](3)將坯料加熱到1160°C進行擠壓預(yù)制坯、反擠壓，擠壓速度在80mm/s，反擠壓變形量20%;然后將擠壓件接著在加熱爐中加熱到900 °C?1000°C進行沖拔引伸，引伸速度在150mm/s，壁厚變薄率49%。預(yù)制坯、反擠壓、沖拔引伸工藝過程見圖3。沖拔引伸工藝要求設(shè)備具有較高的凈空距和行程，為了解決垂直擠壓機的凈空距和行程受限的問題，設(shè)計了圖4的沖拔引伸模具結(jié)構(gòu)，引伸凹模具有引伸、導(dǎo)向的作用，引伸后構(gòu)件在左右墊塊中間，方便取出。
[0013](5)所述的熱處理，在880°C溫度保溫Imin后進行油淬，然后在300°C回火2h。經(jīng)力學性能檢測，抗拉強度1700MPa以上、屈服強度HOOMPa以上、延伸率11%以上、斷裂韌性120MPa.m1/2以上。
[0014]本發(fā)明提出的一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造工藝，一是在超高強度合金冶煉過程中改善和提高斷裂韌性，實現(xiàn)強韌性匹配，同時降低冶煉成本;二是通過鐓拔開坯、整體熱沖拔成形、熱處理，實現(xiàn)深盲孔構(gòu)件的整體制造，保證深盲孔構(gòu)件強韌性的一致性，適用于低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼等高性能構(gòu)件制造。
[0015]本發(fā)明的實施案例揭露如上，然而并非限定本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明，可以應(yīng)用到低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼等超高強深盲孔構(gòu)件和高性能深孔管坯的制造。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化都應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超高強合金鋼盲孔構(gòu)件的整體制造方法，其特征在于主要包括如下步驟:鋼錠制備、鐓拔開坯、整體熱成形和熱處理； 鋼錠制備，采用電弧爐+真空爐外精煉+真空自耗重熔的方法制備得到鋼錠鑄坯，鋼錠中O和N氣體元素含量低于30ppm; 鐓拔開坯，將鋼錠加熱到始鍛溫度1100?1200°C，進行鐓粗和拔長，終鍛溫度800?9000C，如此循環(huán)2?4次;原始鋼錠鑄坯高徑比1.3?2，鐓粗高度壓下量大于40%，鐓粗后的坯料高徑比小于I;采用FMV方法拔長，V型砧開口角度為135°，砧寬比大于0.4，每次壓下量為15%?25%，拔長后的坯料高徑比1.5?2;后一次鐓粗后的坯料高度不大于前一次鐓粗后的坯料高度，后一次拔長后的坯料高徑比不大于前一次拔長后的坯料高徑比； 整體熱成形，將坯料加熱到1100?1200°C進行擠壓預(yù)制坯、反擠壓，擠壓速度在60?100mm/s，擠壓變形量15?30%;然后將擠壓件接著在加熱爐中加熱到900 °C?1000 °C進行沖拔引伸，擠壓件壁厚減薄、長度增加，引伸速度在100?150mm/s，壁厚變薄率30?50%; 熱處理，在860?900 °C溫度保溫0.5?Imin后進行油淬，然后在260?300 °C回火2?3h。
【文檔編號】B23P15/00GK105880944SQ201610313555
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】陳強, 黃樹海, 趙祖德, 陳文 , 胡傳凱, 林軍, 舒大禹, 康鳳
【申請人】中國兵器工業(yè)第五九研究所