王爽1 王宝亮2
1.中国一重铸锻钢事业部水压机锻造厂（黑龙江齐齐哈尔161042）；2.苏州热工研究院有限公司（江苏苏州215000）
摘要：针对大型接管段筒体锻件在锻造生产中容易出现长短面、喇叭口、尺寸超差等质量问题，通过研究工艺编制及生产实践来提高锻件质量。
关键词：接管段筒体；锻造工艺；锻件质量
大型接管段筒体锻件是大型压力容器重要锻件之一，压力容器的壳体是由封头和筒体两大部分构成的一个密闭的容器，在接管段筒体法兰壁处上又各引出部分的接管法兰等。接管段筒体法兰处与接管的连接可采用焊接或法兰连接。接管段筒体制造质量的好坏对整体压力容器的使用性能都有直接影响。此接管段筒体属于大型筒类不等壁厚锻件，在锻造生产中容易出现，出现长短面、喇叭口、尺寸超差等质量问题。本文对工艺编制实践中一些易出现问题进行研究。
一、锻件图（图1、2）
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二、锻造工艺的编制
1、锻件图见图2。
2、根据材质确定锻造温度范围, 始锻温度1270℃，终锻温度600℃.
3、根据锻件尺寸形状确定锻造变形工序，第一火次：镦粗、冲孔；第二火次：芯棒拔长；第三火次：马杠扩孔、平整、马杠扩孔；第四、五火次：收台套拔长：第六收台套扩孔出成品火次。
4、锭型的选择。钢锭冒口及水口切除重量，按钢锭锭身重量百分比计算，一般接管段筒体锻件应保证水口端切除量≥7%，冒口端≥13%。坯料质量可按下式计算：
G 坯料 =G 锻件 +G 烧损 +G 料头 G 锻件 = K G1 G1 = ρV
式中 G 坯料——坯料质量；G 锻件——锻件质量；G烧损——加热时由于坯料表面氧化而烧损的质量。第一次加热取被加热金属的2~3%，以后每次加热取1.5~2.0%；G 料头——在锻造过程中切掉的那部分金属的质量。如修切端部的料头等；G1——锻件名义重量；K——锻件补偿系数，接管段筒体锻件一般取1.04～1.07；ρ——金属密度，钢铁取7.85kg/dm jiegua；V——锻件的体积。根据锻件尺寸和上述公式进行计算，并结合《钢锭手册》选取360T上注24棱钢锭，炼钢方法VD+LB3。采用360T钢锭在15000T水压机上进行锻造，应保证水口端切除量≥7%，冒口端≥13%，钢锭尺寸及锻件在钢锭中的位置如图3所示。
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5、钢锭加热。钢锭由炼钢分厂热送到水锻分厂后，用运输天车将钢锭吊下，按图4气割水冒口弃料，气割温度不得低于350℃。完成气割后，可按如下二种方式中任一种进行第一火次加热。a、入待料炉，待料炉温（700～720)℃，保温时间大于图6中对应温度所规定的保温时间后，直接进高温炉，第一火加热曲线按图5。b、入高温炉，第一火次加热曲线见图5。钢锭入加热炉时应放在垫铁上，垫铁高度不应低于下排烧嘴的高度（一般为250～550mm），炉内氧化铁皮应清理干净；加热过程中应避免频繁拉炉子，严禁在已加热好的热钢锭旁装放冷钢锭。
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6.各锻造变形火次工艺尺寸的确定与工附具的选择。第1火次 ：镦粗、冲孔，镦粗至H=2400×~Φ4160，冲孔Φ1400，所用工附具为：上镦粗板、下平台、冲子。 第2火次 ：芯棒拔长至Φ外3740/Φ内1380×3200，马杠扩孔至Φ内1700，平整端面至高度2880，马杠扩孔至如下图尺寸，所用工附具为：芯棒、上平砧、下V台、马架、马杠、扩孔砧、下平台、平盖板。第3火次；用专用收台套，按下图尺寸拔长，保证壁厚尺寸所用工附具为：收台套、上平砧、下V台、马杠、马架。第4火次；收台套扩孔出成品，马杠扩孔至如下图尺寸，水口端向下平整端面，用收台套和专用锤头扩孔至成品尺寸，注意扩孔时水口和冒口端直径是否同步增长，如不具备同步及时调整马架高度或者收直径变化大端的外圆；扩孔压下量≤150mm；预扩孔及平端面如果温度允许可以一火次完成，如果完成不了可分两火；出成品一火次未完成时，若剩余锻比＜1.3，则加热温度降低至1100℃，保温时间按规范执行；出成品后如存在椭圆等问题视温度情况进行矫形，矫形温度不得低于600℃。所用工附具为：马架、马杠、专用砧、收台套。
三、生产实际中各工序的操作要点和注意事项
（1）镦粗，冲孔：避免冲偏造成芯棒拔长出现长短面现象，若一火次镦粗不能完成，坯料返炉后直接升高温，保温时间按第一火专用加热曲线中所规定的保温时间执行；严格控制Ф1400头冲子位于坯料上端面中心。南北及东西两方向分别对冲子进行找正，适当使用平锤头错或用天车吊起二冲子轻点等方式对正。（2）拔长：避免长短面、端头易裂、芯棒抱死现象，保证坯料加热均匀，防止出现阴阳面；有裂纹及时清理干净；保证保证水口端壁厚≥980mm，保证坯料长度≥4000mm；若一火次不能完成，坯料返炉后直接升高温，保温时间按第一火专用加热曲线中所规定的保温时间执行，时间允许进行下一工序；收台套拔长压下量≤150mm且开始拔长时坯料水口端与专用收凸台套小头端(从端部向大头量)700mm处线平齐。（3）出成品：避免大小圆、喇叭口、椭圆现象，保证马架对正，马杠每锤旋转角度均匀，扩孔时水口端和冒口端直径同步增长；两端马架距离控制在4900左右，不得过远；出成品时，如果水口端出现喇叭口，增加一火次高温短保,用上平、下V砧收外圆至成品尺寸；若一火次未完成可分两火，在第二火扩孔完成后气割水口毛刺。
四、结语
锻件生产中不论是工艺编制还是实际操作中的每一个细节都有可能影响到锻件的质量，所以质量的提升需要全体员工坚持不懈的共同努力。
参考文献：
[1]高锦张.塑性成形工艺及模具设计[M].北京:机械工业出版社.2008.
[2]俞汉清.陈金德.金属塑性成型原理[M].北京:机械工业出版社.2001.
【作者简介】王爽（1984.04-），男，汉族，辽宁省沈阳市人，硕士研究生学历，中国一重铸锻钢事业部水压机锻造厂工程师，主要研究方向：锻造热处理。