《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》是太原科技大學於2010年3月22日申請的發明專利，該專利的申請號為2010101324917，公布號為CN101823197A，公布日為2010年9月8日，發明人是李永堂、齊會萍、劉志奇、郭艷萍。
《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》包括合金熔化—精煉—鑄造環坯—鑄坯輾擴—粗加工—熱處理—精加工步驟；所述精煉是指採用LF爐爐外精煉，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，以獲得純淨度高的鋼水；所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，以獲得環形鑄坯；所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。
2014年11月6日，《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法
- 公布號：CN101823197A
- 公布日：2010年9月8日
- 申請號：2010101324917
- 申請日：2010年3月22日
- 申請人：太原科技大學
- 地址：山西省太原市萬柏林區瓦流路66號
- 發明人：李永堂、齊會萍、劉志奇、郭艷萍
- 分類號：B23P15/00（2006.01）I、C21C7/072（2006.01）I、B22D1/00（2006.01）I、B22C9/24（2006.01）I、B21H1/06（2006.01）I
- 代理機構：山西五維專利事務所（有限公司）
- 類別：發明專利
- 代理人：雷立康
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2010年3月前生產高質量的軸承套圈及法蘭等環件，常用的方法分為冷輾擴和熱輾擴兩種。冷輾擴方法是利用鍛坯在室溫下進行輾擴，該方法雖然質量容易保證，但需要輾擴力大，只適用於小型環件的加工。熱輾擴方法通常採用鍛坯-沖孔-加熱-輾擴-機加工-熱處理等步驟，該方法常用於大型環件的生產。而對於大型環件的生產，由於使用鍛件熱輾擴需要進行去氧化皮及沖孔，且加工餘量大，造成人工和材料的浪費。環件在鍛造及輾擴前需進行多次加熱，造成能源的浪費和廢氣的排放。因此，該方法存在著材料浪費大和能源浪費嚴重的缺點。
發明內容
專利目的
《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》的目的是解決2010年3月前已有的輾擴方法存在的材料浪費大和能源浪費嚴重的技術難點，並提供一種能節省材料和能源且生產效率高的利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法。
技術方案
《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》包括合金熔化——精煉——鑄造環坯——鑄坯輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述精煉是指採用鋼包精煉爐（LF爐）爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，以獲得純淨度高的鋼水；所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，控制澆鑄速度，以獲得環形鑄坯；所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。
改善效果
由於該發明採用了上述技術方案，直接利用鑄坯進行輾擴生產大型環件，減少了加熱次數（鑄坯後直接輾擴，不進行加熱鍛造），節約了成本，提高了生產效率。輾擴過程將鑄造組織變成了鍛造組織，使得產品零件的質量達到鍛件水平，充分滿足軸承法蘭等大型環件向著風電、航天等領域發展的要求。因此，與背景技術相比，該發明具有下列優點。
1、節約能源：該發明省去了原有工藝的鍛造工序，利用鑄坯直接輾擴，減少了加熱次數，節約了能源。
2、減少廢氣排放：減少加熱次數的同時減少了廢氣的排放，保護了環境。
3、節約材料：鑄坯可直接鑄出所需的孔型，不需沖孔工藝，特別是對於大型環件，可節約材料30％以上。在冶煉時進行廢料重熔，使廢料得以重新利用，進一步節約材料。
4、節省人工，提高生產率：大型環件鍛造、去氧化皮、沖孔等工序耗時耗力，利用鑄坯直接輾擴可省去鍛造、去氧化皮、沖孔等工序，節省人工，提高生產率。
權利要求
《一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法》其特徵是：包括合金熔化——精煉——鑄造環坯——鑄坯輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述精煉是指採用鋼包精煉爐（LF爐）爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，以獲得純淨度高的鋼水；所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，控制澆鑄速度，以獲得環形鑄坯；所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2-3。
實施方式
實施例1
該實施例中的一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法，其包括合金熔化——精煉——鑄造環坯——鑄坯輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述精煉是指採用鋼包精煉爐（LF爐）爐爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質和氣體；在精煉的過程中可進行成份微調，控制鋼水的組織成份，以獲得成份合格、純淨度高的鋼水。所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，控制澆鑄速度，減少鑄件偏析，縮孔等缺陷；採用孕育處理和添加微量合金元素的方法細化鋼坯晶粒，提高鑄坯質量，獲得環形鑄坯。所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2。進給量在鍛透所要求的最小進給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉變為鍛造組織，得以細化和均勻化，使得輾擴後的工件機械性能達到鍛件水平。粗加工：將輾擴件車加工至所需尺寸（留有餘量）。熱處理：通過熱處理進一步改善組織，提高產品的力學性能。精加工：磨削產品至所需尺寸。
實施例2
該實施例中的一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法，其包括合金熔化——精煉——鑄造環坯——鑄坯輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述精煉是指採用鋼包精煉爐（LF爐）爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質和氣體；在精煉的過程中可進行成份微調，控制鋼水的組織成份，以獲得成份合格、純淨度高的鋼水。所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，控制澆鑄速度，減少鑄件偏析，縮孔等缺陷；採用孕育處理和添加微量合金元素的方法細化鋼坯晶粒，提高鑄坯質量，獲得環形鑄坯。所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為3。進給量在鍛透所要求的最小進給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉變為鍛造組織，得以細化和均勻化，使得輾擴後的工件機械性能達到鍛件水平。粗加工：將輾擴件車加工至所需尺寸（留有餘量）。熱處理：通過熱處理進一步改善組織，提高產品的力學性能。精加工：磨削產品至所需尺寸。
實施例3
該實施例中的一種利用鑄坯輾擴成形大型環件的方法，其包括合金熔化——精煉——鑄造環坯——鑄坯輾擴——粗加工——熱處理——精加工步驟；所述精煉是指採用鋼包精煉爐（LF爐）爐外精煉，冶煉溫度為1630℃～1650℃，吹氬攪拌使鋼水成份和溫度迅速均勻化，降低鋼水中有害雜質和氣體；在精煉的過程中可進行成份微調，控制鋼水的組織成份，以獲得成份合格、純淨度高的鋼水。所述鑄造環坯是指精煉的鋼水溫度降到1580～1600℃時，採用自硬砂造型澆鑄，控制澆鑄速度，減少鑄件偏析，縮孔等缺陷；採用孕育處理和添加微量合金元素的方法細化鋼坯晶粒，提高鑄坯質量，獲得環形鑄坯。所述鑄坯輾擴是指將環形鑄坯加熱至1100～1200℃溫度，然後在輾環機上進行輾擴，輾擴時要控制進給量，輾擴比為2.5。進給量在鍛透所要求的最小進給量和咬入孔型所允許的最大進給量之間取小值，使鑄造組織逐漸轉變為鍛造組織，得以細化和均勻化，使得輾擴後的工件機械性能達到鍛件水平。粗加工：將輾擴件車加工至所需尺寸（留有餘量）。熱處理：通過熱處理進一步改善組織，提高產品的力學性能。精加工：磨削產品至所需尺寸。
上述實施例中的輾擴比還可以在2-3之間任意選擇。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種迴轉式壓縮機》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
