永鑫生A50電動(dòng)機(jī)軸鍛件制造工藝技術(shù)怎么樣？
2023-08-11 10:33:07
admin
A50電動(dòng)機(jī)軸鍛件是核電小流量試驗(yàn)臺(tái)專用件，選材為25Cr2Ni4MoV鋼(JB／T 8708--1998標(biāo)準(zhǔn))，其鍛件制造難點(diǎn)為：①為防止出現(xiàn)“白點(diǎn)”，要求≤10(1ppm)。②酸洗或磁粉檢測(cè)：發(fā)紋缺陷長度≤1．5mm。③超聲波檢測(cè)：起始靈敏度<1．6mm，重要部位單個(gè)缺陷長度要求≤2mm。
圍繞以上難點(diǎn)，對(duì)該軸鍛件的制造采取如下工藝路線：LF+VD精煉鋼錠一鍛造電渣重熔電極一退火一去皮一電渣重熔一除氫退火一化學(xué)成分檢測(cè)一鍛造一超聲波檢測(cè)一兩次正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一理化性能檢測(cè)一粗加工一超聲波檢測(cè)一交貨。
1．冶煉工藝
該軸制造的首要難點(diǎn)是降低有害氣體氫含量，要求≤10(此鋼產(chǎn)生白點(diǎn)的氫含量臨界值是1．8×10左右)，非精煉鋼3×10，真空除氣精煉后，最好情況1．2×10，為達(dá)到≤10，必須經(jīng)過擴(kuò)氫退火。具體工藝步驟如下。LF+VD精煉LF精煉是為了除硫，能使有害元素s降到0．0l％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下，減少硫化物夾雜。VD精煉使鋼液在真空室中進(jìn)行脫碳、脫氣、脫硫。通過LF+VD精煉澆注成3．2t八角鋼錠。
(2)鍛造電渣重溶電極電渣重熔自耗的電極棒要求φ380mm，故將3．2t鋼錠經(jīng)自由鍛鍛成φ400mm×2590mm。鍛造工藝為：加熱至1200°C，1150～1200℃開鍛，終鍛溫度為850℃，鍛后石灰中緩冷。電極棒去皮至φ380mm×2590mm。
(3)電渣重熔由于該軸最終要經(jīng)過酸洗或磁粉檢測(cè)，顯示發(fā)缺陷長度要求≤1．5mm。所謂“發(fā)紋”即鋼中夾雜物，經(jīng)熱變形呈沿軸向分布的條鏈，這類夾雜物主要有SiO、A10、MnS、(MnFe)S、Cr203等。
前面提到此軸先經(jīng)LF精煉將硫含量降到0．01％以下，再經(jīng)電渣重熔進(jìn)一步脫硫，所以MnS、(MnFe)S夾雜物可以不足為慮，其他氧化物夾雜要依賴電渣重熔，經(jīng)過渣洗將這些夾雜物吸附于液態(tài)渣系中，由于電渣錠結(jié)晶速度快，使之形態(tài)呈細(xì)小分散，在之后的鍛造中，不能形成條帶，所以電渣鋼又叫無發(fā)紋鋼”，通常經(jīng)電渣重熔后“發(fā)紋”可以免檢，人們稱之為“工藝保證”。經(jīng)去皮后25Cr2Ni4MoV鋼棒為φ380mm×2590mm，以此作為自耗電極進(jìn)行電渣重熔成φ5600mm×1000mm電渣錠。電渣錠退火后，經(jīng)檢測(cè)=0．00007％，滿足軸制造的要求。電渣重熔后，化學(xué)成分指標(biāo)合格，硫含量大幅降低。
2．鍛造工藝
由于該軸的超聲波(uT)檢測(cè)要求嚴(yán)格，起始靈敏度1．6mm，重要部位單個(gè)缺陷長度要求≤2mm，為滿足此要求，要求鍛造變形充分，實(shí)際總鍛造比>6.因第四火未出成品鍛件，第五火鍛打時(shí)，在475mm×490mm段形成空燒而出現(xiàn)粗晶，在超聲波檢測(cè)時(shí)呈現(xiàn)較嚴(yán)重的“草狀波”，經(jīng)金相檢驗(yàn)表現(xiàn)為粗大的過熱組織但這種組織可以通過正火改善。由于25Cr2Ni4MoV鋼合金化程度較高，存在過熱組織的遺傳現(xiàn)象，故正常正火(860°C～880°C)不足以消除粗晶，我們采用二次正火。
3．一次粗加工與調(diào)質(zhì)
鍛后軸經(jīng)兩次正火+高溫回火已經(jīng)使晶粒充分細(xì)化，滿足了超聲波檢測(cè)要求，在進(jìn)行調(diào)質(zhì)之前，要進(jìn)行一次粗加工，以使鍛造表面缺陷(氧化皮、坑、折疊及微裂紋彎曲等)全面清除，以免在淬火中缺陷擴(kuò)大，一次粗加工單面留量8mm(考慮調(diào)質(zhì)變形)，一次粗加工后按圖示工藝進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)后布氏硬度達(dá)240HBW—250HBW。
4．取樣和理化檢驗(yàn)
該軸調(diào)質(zhì)后進(jìn)行取樣分析：力學(xué)性能項(xiàng)目包括：
①在軸的兩端各取軸向拉伸、沖擊試樣2個(gè)。②在軸的A端取切向拉伸試樣4個(gè)、沖擊試樣2個(gè)，在日端取切向拉伸、沖擊試樣各2個(gè)。③在軸的兩端各取徑向拉伸試樣4個(gè)、沖擊試樣2個(gè)。④在軸的兩端各取徑向脆性轉(zhuǎn)變溫度試樣2個(gè)。另在軸的A端取磁性能試樣1個(gè)。晶粒度試樣取自沖擊試樣。殘留應(yīng)力試樣取自A端290mm處。
5．二次粗加工及消除應(yīng)力處理
全部檢查項(xiàng)目合格后，進(jìn)行第二次粗加工，加工至所需尺寸。為消除加工應(yīng)力，最后還要進(jìn)行一次消除應(yīng)力熱處理。
6．最終超聲波檢測(cè)和酸性檢測(cè)
檢查規(guī)程按JB1581標(biāo)準(zhǔn)，判定標(biāo)準(zhǔn)按JB／T8708--1998，起始靈敏度φ1．6mm，檢測(cè)頻率2．5MHz，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，鍛件合格。酸洗檢測(cè)在半精加工后進(jìn)行，結(jié)果無發(fā)紋缺陷。
A50電動(dòng)機(jī)軸兩端的軸向／徑向／切向力學(xué)性能、磁性能、晶粒度及殘留應(yīng)力等方面均滿足JB／T8708--1998標(biāo)準(zhǔn)要求，且均勻性良好。
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