一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环件成形技术领域，具体涉及一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法。
【背景技术】
[0002]内层Q345B外层40Cr复合环件是混泥土搅拌车支承件的常用材料，具有耐磨损性能。目前，国内外生产内层Q345B外层40Cr复合环件的方法是采用机械嵌套装配再进行冷拔变形，即在外层环坯的内表面和内层环坯的外表面分别涂抹渗透剂，然后将两种不同材质的内外层环坯嵌合在一起，再将其结合面密封、抽真空，放置在高温炉内长时间加热，通过交界面原子的扩散将两者结合在一起再冷拔成环件，上述方法的缺点是内外层环坯不会形成完全的冶金结合，内外层交界面存在缝隙和应力集中会影响后续加工及降低使用寿命O
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法，可以有效地克服现有技术存在的缺点。
[0004]本发明是这样实现的，其特征在于实施步骤如下:
(1)将复合环件的内层Q345B钢和外层40Cr钢分炉同时熔炼，控制Q345B钢出炉温度为 1650~1680°C，控制 40Cr 钢出炉温度为 1600~1630°C ；
(2)铸型、浇道及浇包预热:铸型预热温度为150~180°C，并采用硅溶胶对铸型进行喷涂，喷涂厚度为1.5-3.0_，在端面安装耐高温多1600°C的石棉垫，浇包和浇道预热温度为250-300 0C ；
(3)浇注外层40Cr:浇注温度1520~1530°C，控制铸型转速为204~250r/min，控制浇注速度为24.5-26.5kg/s，浇注完外层后，表面加覆盖剂，如脱水硼砂或沸点高的保温覆盖剂，防止表面氧化，间隔27~30s再浇注内层；
(4)浇注内层Q345B:浇注温度1550~1570 °C，控制外层环坯内表面温度为1300~1400°C，控制铸型转速为220~299r/min，控制浇注速度由大于等于25.7kg/s减慢到大于等于20kg/s，浇注完内层后，控制铸型转速为170~220r/min，当表面温度降至1070~1100°C时，停机，浇注过程结束；
(5)冷却出模:浇注过程结束后，当环件表面温度降至1000~1050°C时出模；
(6)回炉补温:出模后进行回炉处理，回炉温度1230~1250°C，补温2.5~3h ;
(7)辗扩成形:环件回炉补温后再缓慢冷却至1150±10°C，开始进行辗扩，控制终辗温度为9 O O ± 1 °C ;初始阶段芯辊径向进给速度为2.5 ~ 3.5 mm/ s，达到壁厚减薄量的50-60% ;稳定辗扩阶段芯辊进给速度为1.5-2.5mm/s，达到壁厚减薄量的90% ;精辗整形、校圆阶段进给速度为0.5-0.8mm/s，达到环件尺寸。
[0005]本发明的有益效果是:采用本发明生产的内层Q345B外层40Cr复合环件内、外层通过冶金过程紧密结合在一起，熔触结合效果较好，交界面无间隙，具有很高的结合强度，避免了应力集中，利用铸造余热进行适当的回炉补温处理后直接辗扩成形，可以使复合环件的应力分布更加均匀，提高了复合环件的组织稳定性和耐磨性，工艺流程短、节能节材、生产可靠及效率高。
【附图说明】
[0006]图1为复合环件毛坯的截面示意图。
[0007]图2为内层Q345B外层40Cr复合环件辗扩示意图。
[0008]图3为复合环件的截面示意图。
[0009]图中:1_驱动棍2-导向棍3-环还外层4-环还内层5-芯棍6_端面锥棍7-环件外层8-环件内层。
【具体实施方式】
[0010]现对以内层环坯材质为Q345B、外层环坯材质为40Cr的复合环件进行铸辗成形:如图1~图3所示，环还外径DQ=1500mm，环还内径dQ=1295mm，环还高度Hq=92.5mm,内外层结合面直径Dtn=HSOmm ;铸辗成形后的双金属复合环件的尺寸是:环件外径D=1855mm，环件内径d=1708mm，环件高度H= 92mm，内外层结合面直径D1=ISlSmm ;铸辗成形工艺的步骤是:
(1)将复合环件的内层Q345B钢和外层40Cr钢分炉同时熔炼，控制Q345B钢出炉温度为1650°C，控制40Cr钢出炉温度为1600°C ；
(2)铸型、浇道及浇包预热:铸型预热温度为150°C，并采用硅溶胶对铸型进行喷涂，喷涂厚度为3.0_，在端面安装耐高温多1600°C的石棉垫，浇包和浇道预热温度为300°C ；
(3)浇注外层40Cr:浇注温度1520°C，控制铸型转速为220r/min，控制浇注速度为25.5kg/s，浇注完外层后，表面加覆盖剂，如脱水硼砂或沸点高的保温覆盖剂，防止表面氧化，间隔30s再浇注内层；
(4)浇注内层Q345B:浇注温度1550°C，控制环坯外层的内表面温度为1370°C，控制铸型转速为260r/min，控制饶注速度由大于等于25.7kg/s减慢到大于等于20kg/s，饶注完内层后，控制铸型转速为185r/min，当表面温度降至1100°C时，停机，浇注过程结束；
(5)冷却出模:浇注过程结束后，当环件表面温度降至1050°C时出模；
(6)回炉补温:出模后进行回炉处理，回炉温度1250°C，补温2.5h ;
(7)辗扩成形:环件回炉补温后再缓慢冷却至1150°C，开始进行辗扩，控制终辗温度900°C;初始阶段芯辊进给速度为3.5mm/s，使壁厚减薄60%，壁厚达到170mm ;稳定辗扩阶段芯棍进给速度为2.5mm/s，壁厚减薄达到90%，壁厚达到153mm ;精辗整形、校圆阶段进给速度为0.8mm/s，达到环件尺寸。
【主权项】
1.一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法，其特征在于按以下步骤实现:O将复合环件的内层Q345B钢和外层40Cr钢分炉同时熔炼，控制Q345B钢出炉温度为1650~1680°C，控制40Cr钢出炉温度为1600~1630°C ；2)铸型、浇道及浇包预热:铸型预热温度为150~180°C，并采用硅溶胶对铸型进行喷涂，喷涂厚度为1.5~3.0mm，在端面安装耐高温彡1600°C的石棉垫，浇包和浇道预热温度为250~300°C ；3)浇注外层40Cr:浇注温度1520~1530°C，控制铸型转速为204~250r/min，控制浇注速度为24.5-26.5kg/s，浇注完外层后，表面加覆盖剂，如脱水硼砂或沸点高的保温覆盖剂，防止表面氧化，间隔27~30s再浇注内层；4)浇注内层Q345B:浇注温度1550~1570°C，控制环坯外层的内表面温度为1300~1400°C，控制铸型转速为220~299r/min，控制浇注速度由大于等于25.7kg/s减慢到大于等于20kg/s，浇注完内层后，控制铸型转速为170~220r/min，当表面温度降至1070~1100°C时，停机，浇注过程结束；5)冷却出模:浇注过程结束后，当环件表面温度降至1000~1050°C时出模；6)回炉补温:出模后进行回炉处理，回炉温度为1230~1250°C，补温2.5~3h ;7)辗扩成形:环件回炉补温后再缓慢冷却至1150±10°C，开始进行辗扩，控制终辗温度为900±10°C ;初始阶段芯辊径向进给速度为2.5-3.5mm/s，达到壁厚减薄量的50-60% ;稳定辗扩阶段芯辊进给速度为1.5-2.5mm/s，达到壁厚减薄量的90% ;精辗整形、校圆阶段进给速度为0.5-0.8mm/s，达到环件尺寸。
【专利摘要】一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法，属于环件成形技术领域，其方法包括以下步骤：1）将复合环件的内层Q345B钢和外层40Cr钢分炉同时熔炼，出炉温度分别为1650~1680℃和1600~1630℃；2）铸型、浇道及浇包预热；3）浇注外层40Cr：温度为1520~1530℃，浇注速度为24.5~26.5kg/s；4）浇注内层Q345B：温度为1550~1570℃，浇注外层和内层的间隔时间为27~30s；5）冷却出模：出模温度为1000~1050℃；6）回炉补温：回炉温度为1230~1250℃，补温2.5~3h；7）辗扩成形：控制终辗温度为900±10℃。本发明优点是复合环件交界面无间隙，结合强度高，应力分布均匀，可提高复合环件的组织稳定性和耐磨性，工艺流程短、生产可靠、效率高。
【IPC分类】B23P15/00, B22D19/08, B21H1/06, B22D19/16
【公开号】CN105195714
【申请号】CN201510610375
【发明人】秦芳诚, 李永堂, 齐会萍, 李志
【申请人】太原科技大学, 定州市金华蓝天汽车零部件有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月23日