25Cr2Ni4MoV大型主軸鍛件的生產(chǎn)

陳金富 吳虎男 李占陽(yáng) 劉亞林

(東特集團(tuán)技術(shù)中心北滿分中心，黑龍江161041)

25Cr2Ni4MoV大型主軸鍛件規(guī)格大、外形復(fù)雜，帶有凹擋和法蘭。技術(shù)要求檢驗(yàn)縱向、徑向力學(xué)性能，中心孔性能，F(xiàn)ATT50，高倍組織，非金屬夾雜物，還要進(jìn)行超聲波探傷。

1 試制工藝

1.1 冶煉

用電渣錠鍛造25Cr2Ni4MoV主軸鍛件。采用電爐冶煉加爐外精煉、真空澆注生產(chǎn)電極坯料。

1.2 電渣重熔及電渣錠退火

采用四元渣系，渣料總重量400 kg，重熔過(guò)程中加強(qiáng)化清和補(bǔ)縮操作，避免產(chǎn)生鋼錠縮孔。電渣錠熱送裝爐鍛造。

1.3 鍛造

電渣錠鍛造加熱溫度為1 180～1 200℃。由于25Cr2Ni4MoV主軸鍛件較長(zhǎng)且有凹擋，鍛造時(shí)精心操作，對(duì)鋼錠頭部縮孔端進(jìn)行滿砧壓下拔長(zhǎng)，端部成鼓型以利于切除縮孔。保證切頭、切尾量。終鍛溫度≥950℃。鍛后熱送退火。

1.4 鍛后熱處理

鍛后退火在臺(tái)車(chē)爐進(jìn)行，退火工藝：650℃，保溫100 h以上并緩慢冷卻。

退火后進(jìn)行粗加工、正火，為調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備。鍛后正火、調(diào)質(zhì)熱處理在井式爐進(jìn)行。

調(diào)質(zhì)工藝見(jiàn)圖1。

2 檢驗(yàn)結(jié)果

鍛件粗加調(diào)質(zhì)后的檢驗(yàn)順序及取樣位置見(jiàn)圖2、圖3。

(1)按圖紙要求檢驗(yàn)A、B、C、D、E、F點(diǎn)表面硬度。

(2)在軸的A端、H端取樣進(jìn)行縱向檢驗(yàn)。

圖1 25Cr2Ni4MoV主軸調(diào)質(zhì)熱處理工藝Figure 1 The quenched and tempered heat treatment process of 25Cr2Ni4MoV main shaft

(3)在圖紙V、U部位取厚度為150 mm的環(huán)形試料進(jìn)行徑向檢驗(yàn)。

(4)對(duì)中心孔Y1、Y2試樣進(jìn)行縱向檢驗(yàn)。

圖2 25Cr2Ni4MoV主軸簡(jiǎn)圖Figure 2 25Cr2Ni4MoV main shaft sketch

圖3 V(U)端徑向取樣位置Figure 3 V(U)end longitudinal samples taken location

2.1 成品化學(xué)成分

25Cr2Ni4MoV主軸鍛件的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 25Cr2Ni4MoV化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 25Cr2Ni4MoV chemical composition (mass fraction, %)

2.2 硬度

軸身硬度分布見(jiàn)圖4。

圖4 軸身硬度分布Figure 4 The shaft body hardness distribution

2.3 非金屬夾雜物、晶粒度、組織

主軸高倍檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 主軸高倍檢驗(yàn)結(jié)果Table 2 The main shaft micro test result

2.4 性能檢驗(yàn)

25Cr2Ni4MoV主軸的力學(xué)性能見(jiàn)表3。

表3 25Cr2Ni4MoV主軸檢驗(yàn)結(jié)果Table 3 25Cr2Ni4MoV main shaft test result

3 分析與討論

此次試制的25Cr2Ni4MoV主軸由于采用電渣重熔技術(shù)生產(chǎn)鋼錠，確保了鋼錠的冶金質(zhì)量。生產(chǎn)的電渣錠夾雜物含量得到有效控制，鋼錠內(nèi)部組織致密性和成分均勻性得到保證，為后續(xù)生產(chǎn)工序創(chuàng)造了較好條件。鍛造選用高徑比為2.5的電渣錠型，采用鐓粗、拔長(zhǎng)鍛造工藝。對(duì)鋼錠頭部縮孔端的鍛造采用滿砧壓下拔長(zhǎng)，端部成鼓型工藝。以上措施保證了主軸內(nèi)部和外部具有較好的質(zhì)量，確保超聲波探傷本體表面至250 mm以內(nèi)和軸頸表面至100 mm以內(nèi)的缺陷小于?1.2 mm。其余部分的缺陷也不大于?1.5 mm。此次生產(chǎn)試制在調(diào)質(zhì)工藝上也進(jìn)行了進(jìn)一步探索與改進(jìn)。采用水淬油冷工藝增加了淬透層深度和強(qiáng)韌性，各項(xiàng)指標(biāo)均比較理想。

4 結(jié)論

(1)采用電爐冶煉+LF精煉+VD真空精煉制造電極坯料→電渣重熔電渣錠→鍛造→退火→粗加→調(diào)質(zhì)工藝路線生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能要求的25Cr2Ni4MoV主軸鍛件是比較合理的工藝路線。主軸鍛件各項(xiàng)性能指標(biāo)及探傷結(jié)果都符合技術(shù)要求。

(2)為提高25Cr2Ni4MoV主軸鍛件性能指標(biāo)采用水冷淬火工藝是正確、可行的。

[1] 康大韜.大型鍛件材料及熱處理.北京：龍門(mén)書(shū)局出版社.