李彥初 王 波 王德鵬

(1.山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司棒材廠，山東271126；2.萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心，山東271126)

連鑄坯生產壓印滾筒的鍛造生產

李彥初1王 波2王德鵬1

(1.山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司棒材廠，山東271126；2.萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心，山東271126)

通過對工藝流程的改進和工藝參數(shù)的控制，借助球形鐓粗板，利用上平砧下平臺，經兩次鐓粗拔長，完成了用連鑄坯生產壓印滾筒的工藝研發(fā)。

壓印滾筒；鍛造；工藝改進

連鑄坯較模鑄鋼錠的優(yōu)點是價格相對較低和利用率較高。目前，市場上越來越多的鍛造企業(yè)使用連鑄坯來代替模鑄鋼錠。但連鑄坯中心疏松和中心偏析較嚴重，需要經過合理的鍛造變形，才能滿足鍛件所要求的內部質量和外形尺寸。

我單位生產的壓印滾筒最大工藝直徑850 mm，采用?800 mm連鑄坯，使用25 MN水壓機和40 t鍛造操作機。通過對坯料尺寸和變形參數(shù)的控制，同時兼顧成形過程中鍛造比、壓下量等其它工藝參數(shù)的控制，借用球形鐓粗板，制定合理的工藝方法，經生產實踐，成功鍛造出超聲檢測結果及外形尺寸均滿足要求的壓印滾筒。

1 壓印滾筒工藝圖及鍛造難點

壓印滾筒的鍛件尺寸圖見圖1。材質為40Cr，超聲檢測符合GB/T 6402—2008 Ⅲ級的要求。由鍛件尺寸圖可以看出，壓印滾筒兩端小軸比較短，正常工藝采用平板間鐓粗后，坯料端面鼓肚不明顯，端面號印壓小軸時，為了避免凹心，號印長度應為直徑的0.3倍。根據(jù)壓印滾筒的直徑分析，號印0.3倍后拔長小軸會很長，造成原料的浪費，其工藝重量也會加大。

鍛造難點：

圖1 鍛件尺寸圖

(1)連鑄坯內部疏松較嚴重，使用?800 mm生產?850 mm的鍛件，在直徑方向上變形較小，只能依靠鐓粗來保證超聲檢測合格，有一定難度。如果操作不當，很容易導致超聲檢測不合格。

(2)兩端小軸較短，為了提高坯料利用率，號印長度要盡量短，壓料長度短，小于直徑的0.3倍時容易形成凹心，給操作帶來很大的難度。

2 鍛造工藝開發(fā)

鍛件的內部質量是由合理的鍛造工藝變形來保證。對于該壓印滾筒，由于直徑較大，在25 MN水壓機上生產時，受砧子寬度限制，即使?jié)M砧送進，拔長時砧寬比也較小，坯料內部軸向拉應力會加大，從而會使連鑄坯內部疏松擴大。結合實際情況分析，只能通過控制坯料的料寬比和壓下量來鍛合內部缺陷，于是決定坯料變形過程采用圓→正方→八方→圓。

對于端面凹心問題，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，鐓粗時借用球形鐓粗板，便于端面坯料鼓出，即使端部壓料長度小于直徑的0.3倍，也避免了端面凹心。

表1 壓印滾筒的鍛造工藝

通過以上分析，工藝圖依然采用圖1，其工藝重量為5.6 t，成材率定為85%，連鑄坯下料尺寸?800 mm×1700 mm。

40 t鍛造操作機鉗口最小夾持?270 mm，最大夾持?1300 mm，均能滿足該鍛件的正常工藝生產。

具體工藝流程見表1。

本工藝采用兩次鐓粗兩次拔長的成形方法，操作過程中應注意以下幾點：

(1)鐓粗時用的球形鐓粗板，為了便于坯料端面更好的鼓出來，其開口直徑最好在900 mm以上，凹心深度大于150 mm。即使坯料直徑在870 mm，端部壓料長150 mm，小于直徑的0.3倍，也避免了端面凹心。

(2)鐓粗前坯料要加熱均勻燒透，料溫在1220±10℃，兩次鐓粗比均大于2，鐓粗時如果出現(xiàn)雙鼓，應立即停止鐓粗，稍做拔長后重新回爐保溫2 h左右重新鐓粗。這樣依靠兩次鐓粗，將連鑄坯內部鑄態(tài)組織充分打碎，同時也有利于將連鑄坯內部疏松類缺陷鍛合。

(3)鐓粗后，根據(jù)料溫情況，可在空氣中停留3～5 min再拔長。利用上平砧下平臺拔長，采用圓→正方→八方→圓的變形過程。在圓→方變形過程中，因砧寬為500 mm，開坯時即使?jié)M砧送進，砧寬比最大才0.44，小于0.5，此時很容易使坯料中心產生的軸向拉應力作用增大。為降低軸向拉應力，料寬比應控制在0.85～1.18的范圍內，壓下量控制在100～150 mm。當滿砧送進，砧寬比大于0.5時，使坯料中心產生的軸向拉應力作用減小，此時壓下量可適當增加。主要拔長階段應在坯料中心溫度較高情況下進行。

(4)因壓印滾筒外形較簡單，按此工藝方法成形較快，終鍛溫度很容易過高，因此終鍛完成后，最好采用噴霧快冷，防止中心晶粒因溫度過高而長大。同樣，在后續(xù)熱處理正火時，最好也采用噴霧快冷，達到細化晶粒的目的，滿足超聲檢測要求。

利用該工藝方法試驗生產了20件壓印滾筒，毛坯經扒皮后，對其進行超聲檢測和外形尺寸檢驗，均未發(fā)現(xiàn)檢測缺陷波和兩端小軸凹心情況，滿足了工藝技術要求。因此，該工藝方法能夠有效的將連鑄坯內部疏松缺陷鍛合，所以采用一次正火+回火熱處理工藝就能使其晶粒度、超聲檢測結果和力學性能指標滿足技術要求。

3 結論

實施該工藝方法后，利用?800 mm連鑄坯生產的壓印滾筒內部質量較好，檢測結果優(yōu)于GB/T 6402—2008 Ⅲ級，且合格率較高。在鍛造過程中，通過對鐓粗比、壓下量和料寬比的控制，對保證用連鑄坯生產截面較大的鍛件內部質量有較好的作用。同時借助球形鐓粗板，有效避免了壓兩端小軸時出現(xiàn)凹心的問題，提高了成材率，降低了成本，也為今后連鑄坯在鍛造行業(yè)的更廣泛應用提供了參考。

[1] 劉助柏，倪利勇，劉國暉. 大鍛件形變新理論新工藝[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2009.

編輯 杜青泉

Forging Production of Impression Cylinder by Continuous Casting Slab

Li Yanchu，Wang Bo，Wang Depeng

Through improving the process flow and controlling the process parameters, with the help of the spherical upsetting plate, using the flat anvil on the top and the platform in the bottom, and two times of upsetting and drawing out, the process development of the production of impression cylinder by continuous casting slab was completed.

impression cylinder, forging, process improvement

2016—12—29

李彥初(1984—)，男，工程師，主要從事鍛造工藝研究及設備管理工作。

TG316

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