重型辊模锻件单件重量大、截面厚,锻造过程金属变形量控制,直接决定锻件内部缺陷压实效果、晶粒细化程度、外形成型质量。变形量不足,钢锭芯部孔隙无法焊合、晶粒粗大;单次变形量过大,锻件应力急剧升高,容易诱发表面裂纹。山西永鑫生重工研究重型辊模锻件高温锻造变形量控制技术,合理分配各火次变形参数,实现锻件内部充分塑性变形,同时规避锻造开裂风险。
高温锻造变形量核心指标分为总锻造比、单火次变形量、局部变形量。总锻造比代表钢锭经过锻造后整体变形程度,总锻造比需要达到最低限值,才能破碎钢锭铸态组织,压实芯部疏松。总锻造比是所有火次变形累积效果,但是不能只看总锻造比,如果变形集中在单一火次,容易造成锻件应力超标;多火次分配变形量,每火次在合适温度区间完成变形,变形效果更加均匀。

单火次变形量控制需要匹配锻件实时温度。锻造温度区间分为高温区、中温区,高温阶段金属塑性好,变形抗力低,可以承担较大变形量;温度下降到锻造区间中下段,材料塑性变差,应当降低单次压下量,减小变形程度,防止锻件开裂。重型辊模锻件厚度大,锻件芯部温度下降速度远慢于表层,工艺人员需要兼顾表层与芯部温度状态设定变形参数。
镦粗工序变形量控制:镦粗变形量指锻件高度压缩比例。镦粗变形量过小,钢锭芯部得不到有效压实;镦粗变形量过大,锻件鼓形严重,锻件侧面产生拉应力,出现表面裂纹。重型辊模镦粗变形量一般控制在合理区间,搭配端面防滑措施,防止镦粗过程钢锭打滑产生不均匀变形。

拔长工序变形量控制:拔长依靠砧子压下,减小锻件截面,延伸长度。拔长单次压下量、送进量互相配合,采用宽砧拔长工艺,增大锻件芯部变形。送进量过小,变形集中表层;送进量匹配砧宽,压力渗透到锻件芯部,实现芯部充分变形。拔长过程转动锻件,多角度受压,保证锻件圆周方向变形均匀,防止椭圆、弯曲。
火次分配是变形控制关键手段。重型辊模锻件很难一火完成全部变形,划分为多火次锻造,每火次重新加热保温,恢复金属塑性,分步完成变形。第一火承担主要变形任务,完成镦粗与大部分拔长,破碎铸态组织;后续火次小变形精整,修正外形,均匀组织。每火次结束,评估锻件外形与表面状态,再确定下一火次变形参数,如果锻件表面发现微小裂纹,下一火次降低变形量,优先清理缺陷。

现场操作过程实时监测锻件温度,使用红外测温设备采集锻件表面温度,作为变形调整依据。一旦锻件温度接近锻造下限温度,停止大压下操作,结束本火次锻造,回炉重新加热。
山西永鑫生重工针对重型辊模锻件建立变形量计算模型,根据锻件成品尺寸、钢锭规格计算总锻造比,拆分各火次变形参数,写入锻造工艺卡,现场操作工严格按照工艺执行。锻后通过超声波探伤、金相检验验证变形效果,评估芯部压实、晶粒细化情况,持续优化变形参数。
重型辊模高温锻造变形量是锻造工艺核心参数,精准控制变形量,可以兼顾锻件内部质量与成型安全。山西永鑫生重工依托万吨锻造设备,应用高温锻造变形量控制技术,稳定生产内部致密、组织均匀的重型辊模锻件,为热轧行业提供高品质锻造辊模产品。
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