路径: 主页 > GB/T > 第347页 > GB/T 42602-2023 | 标准编号 | GB/T 42602-2023 (GB/T42602-2023) | | 中文名称 | 大型锻钢件的锻造规范 | | 英文名称 | Specification of forging of heavy steel forgings | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J32 | | 国际标准分类 | 77.140.85 | | 字数估计 | 16,194 | | 发布日期 | 2023-05-23 | | 实施日期 | 2023-05-23 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 42602-2023: 大型锻钢件的锻造规范
GB/T 42602-2023 英文版: Specification of forging of heavy steel forgings
中华人民共和国国家标准
大型锻钢件的锻造规范
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了大型锻钢件锻造用锻造设备及附具的使用、钢锭制造、锻造工艺、锻造操作、锻造过程
的风险控制、记录以及检查的要求。
本文件适用于钢锭重量大于或等于150t,且单个锻件重量大于或等于90t,以Ni2、Ni3、Ni4系列
转子材料,Cr2、Cr3、Cr4系列支承辊材料,12Cr2Mo1、12Cr2Mo1V容器材料,20MnNiMo核电材料等为
代表的大型锻钢件的锻造(材料牌号相关化学成分见附录A),其他材料牌号大型锻钢件可参考本文件
实施锻造。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 8541 锻压术语
GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法
GB 13318 锻造生产安全与环保通则
GB/T 36484 锻压机械 术语
GB/T 37775 大型钢质自由锻件 通用技术规范
3 术语和定义
GB/T 8541、GB/T 36484、GB/T 37775界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4 锻造设备及附具要求
锻造车间布局:锻造车间应有满足大型钢锭热送的运输设备,如大型钢锭专用运输车,配备专用运
输车道,热钢锭运送时间宜小于或等于1h。
锻造车间所需基本设备:锻造液压机的公称力应大于或等于100MN、配套与其等级相适应的锻造
行车和装出料行车、锻造操作机、大型加热炉及锻后热处理炉。专用的工装附具(宽平砧、V型砧、套筒
等)、在线尺寸测量设备或可有效测量尺寸的设备、大型火焰切割及除尘设备、在线清伤设备等。
加热炉和热处理炉温均匀性要求应符合GB/T 9452的规定。
5 钢锭要求
5.1 大型锻钢件用钢锭宜由锻件制造商自行生产,应采用热送方式,入炉前检查钢锭,若发现钢锭表面
有裂纹、严重结疤重皮等缺陷,采取打磨、火焰清理等相应措施处理。如由外部采购钢锭,应评估外购钢
锭的风险,供需双方应明确验收方式。
5.2 钢锭加热前应测量钢锭表面温度,并根据钢锭表面温度,确定适宜的加热工艺。
6 锻造工艺
6.1 锻造工艺的制定
制定自由锻锻造工艺应按照订货合同、图纸、订货技术条件和相关技术协议的要求,合理选择锻造
温度范围、变形方案和各火次变形量的分配。
注:自由锻是只用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧间在各个方向使坯料自由变形而获得所需的几何形
状及内部质量锻件的方法。
坯料应考虑加热氧化损耗,空心件还应考虑坯料冲孔芯料损耗。
6.2 工艺流程
6.2.1 压实锻造法分类
常见的压实锻造法分类如下。
a) 宽砧强压法(WHF锻造法):采用上、下宽平砧,大压下率迫使锻件心部产生较大变形,使钢锭
中的孔隙性缺陷锻合的锻造工艺方法。
b) 中心压实法:将钢锭倒棱后,锻成矩形截面坯,然后加热到始锻温度保温后,从炉中取出,采用
表面空冷、鼓风或者喷雾冷却,使钢锭表层形成一层“硬壳”,内外存在温差,用窄平砧沿钢锭中
心纵向加压,借助表层低温硬壳的包紧作用,改善心部变形应力状态,达到显著压实心部的
目的。
c) 中心无拉应力锻造法(FM 锻造法):利用上平砧,下大平台的非对称变形,下大平台对锻件的
摩擦面积较大,变形由上到下逐步进行,使拉应力移到了变形体与下平台接触面附近,增加了
锻件心部压应力,对锻合钢锭内部孔隙类缺陷效果显著。
d) KD锻造法:上下砧均为宽V型砧。利用钢锭在长时间的高温条件下有足够的塑性,能在有限
的设备上,用宽砧大压下率进行锻造,采用上、下V型宽砧锻造有利于锻件表面金属塑性的提
高,增加心部的三向压应力状态,保证锻件的同心度,进而有效地锻合钢锭内部缺陷。
6.2.2 压实锻造法宜采用的基本参数
对于大型锻钢件,锻造的主要目的是成形和改善材料内部缺陷和组织,以保证锻件形状尺寸和提高
内部质量。为了确保钢锭心部的孔穴和疏松组织得到有效压实,压实锻造法采用以下基本参数。
a) 宽砧强压法(WHF锻造法):宜采用砧宽比0.6~0.8、压下率约20%时较为合理。两次压下部
分的中间应有10%左右的砧宽搭接量,并在翻转施压时注意错砧,以达到钢坯均匀压实的
目的。
b) 中心压实法:将钢锭倒棱后,锻成矩形截面坯,然后加热到1220℃~1250℃保温后,从炉中
取出,采用表面空冷、鼓风或者喷雾冷却到720℃~780℃,钢锭表层形成一层“硬壳”,这时钢
锭心部温度仍保持1050℃~1100℃,变形阻力小,内外温差约为230℃~270℃,用窄平砧
沿钢锭纵向加压,借助表层低温硬壳的包紧作用,达到显著压实心部的目的。
c) 中心无拉应力锻造法(FM锻造法):宜采用的砧宽比约0.6,压下率约14%~15%。
d) KD锻造法:宜采用上、下V型砧开角α=135°,砧宽比0.4~0.8(最佳为0.6)、压下率约20%时
较为合理。锻造时应注意错砧,90°翻转,保证锻件心部均匀压实,拔长效率高。
6.2.3 大型轴类锻件工艺流程
一般流程:压钳口→主变形→分料→出成品。
主变形可选用宽砧强压法、中心压实法、中心无拉应力锻造法、KD锻造法,或其他适合的锻造方
法,以确保锻件有充足的锻造比及保证整个截面得到充分锻透。若锻件截面尺寸较大,可通过增加镦粗
拔长次数增加锻造比,或采用其他方法增加锻造比。
6.2.4 大型筒形锻件工艺流程
一般流程:下料→镦粗→冲孔→扩孔。
对于较长的大型筒形锻件,冲孔后可增加芯轴拔长工序。
为了确保锻件有充足的锻造比,在下料前可通过增加拔长或者镦粗拔长增加锻造比,或采用其他方
法增加锻造比。
6.2.5 大型饼形锻件工艺流程
一般流程:压钳口→主变形→下料→镦粗、展压。
饼形锻件主变形可参照大型轴类锻件工艺流程,饼形空心锻件镦粗、展压后应增加冲孔工序。
饼形锻件展压时,可通过合理的展压方式确保饼形锻件的压实效果和变形均匀。
6.3 钢锭利用率
推荐的大型轴类、筒形、饼形锻钢件的钢锭利用率见表1。
6.4 钢锭上端、下端切除量
钢锭的上端(冒口)和下端(水口)应有足够的切除量,以确保锻件无缩孔和严重的偏析。
6.5 总锻造比要求
推荐的大型轴类、筒形、饼形锻钢件的总锻造比要求见表2。
表2 总锻造比要求
大型锻钢件类型
轴类件
支承辊 其他轴类件
筒形件 饼形件
总锻造比 ≥3.0 ≥3.5 ≥5.0 ≥3.5
不同类型锻件的总锻造比计算如下。
a) 实心轴类锻件:该类锻件涉及锻比主要为拔长锻造比和镦粗锻造比,总锻造比为各火次拔长锻
造比的乘积。
b) 空心锻件:该类锻件涉及锻比主要为拔长锻造比、芯轴锻造比、镦粗锻造比、扩孔锻造比,其总
锻造比为各火次锻造比的乘积;下料前镦粗锻造比不计入总锻造比。
c) 饼形(含带孔)锻件:该类锻件涉及锻造比主要为拔长锻造比、镦粗锻造比,其总锻比为各拔长
锻造比乘积的平方根与镦粗锻造比(下料后)的乘积。
6.6 锻造温度范围和加热
6.6.1 加热规范的制定
加热规范应保证金属加热过程中不产生裂纹、过热和过烧,加热均匀、氧化脱碳少,加热时间合理、
生产效率高和节省燃料等,以高效、优质、低消耗为原则。
6.6.2 锻造温度范围的确定
6.6.2.1 金属在锻造温度范围内应具有良好的塑性和较低的变形抗力,以保证锻出优质的锻件;锻造温
度范围应选择合理,以便减少加热火次,以提高生产效率。
6.6.2.2 钢锭(钢坯)的锻造温度范围主要取决于材料的化学成分,与材料的相变点有关。
6.6.2.3 对于高碳钢、高合金钢和裂纹敏感性较强的材料,可适当降低始锻温度、提高终锻温度,准确控
制锻造温度范围。
6.6.2.4 主变形火次,锻造温度宜按中上限控制,主变形保温时间宜大于或等于2倍截面尺寸的保温时
间;出成品火次,应适当降低始锻温度和减少保温时间,防止高温无锻比加热,导致晶粒粗大。
6.6.2.5 锻件的锻造温度范围见附录B,钢锭和锻后返炉坯料的加热时间见附录C。
6.6.2.6 坯料应考虑加热氧化损耗,空心件还应考虑坯料冲孔冲芯损耗。
7 操作要求
7.1 锻造设备及附具操作
7.1.1 一般要求
设备操作人员应取得相应岗位的资格证书。工作前应按规定穿戴好劳动保护防护用品(安全帽、劳
保鞋、工作服等)。工作前应对设备和锻造辅具进行详细检查,并应符合正常生产要求。锻造生产安全
和环保应符合GB 13318的规定。
7.1.2 锻造液压机
锻造液压机的操作要求如下。
a) 操作者应熟悉锻造液压机的结构、性能、工作原理、正确的操作方法和锻造工艺技术。
b) 锻压前,应由专业人员检查液压和电器系统是否正常;管接头是否泄漏,各阀是否正常运行,并
进行试压,在无泄压现象时,锻件方可出炉进行锻造。
c) 锻压时应平稳,上砧接触锻坯后,方可加压。
7.1.3 加热炉和热处理炉
加热炉和热处理炉的操作要求如下。
a) 装料前,应检查炉顶、炉墙是否完好,炉门升降机构及配重是否牢靠,通风及燃料管道有无缺
损、泄漏,坯料输送设备能否正常运转,各部分正常后方可开炉。
b) 进行装炉、出炉、翻料及观察炉内情况,需打开炉门时,应在开启炉门前停火,并与炉门保持适
当距离,以防火焰喷出伤人。
c) 点炉前应检查轨道及两侧有无杂物,滚轮带长度与位置;台车拖拽机构地脚螺钉是否齐全、是
否松动;提升机构电动葫芦螺钉有无松动;炉体各处密封是否完整。
d) 点炉前应检查点火风机、助燃风机和排烟风机;打开炉子全部电源;检查燃气压力、风压是否正
常,确认一切正常后先进行管道、烧嘴吹扫,然后按流程规定执行点炉工艺。
e) 升温、保温过程中应检查仪表有无报警,各区有无超温,炉压是否正常。
7.1.4 锻造行车
锻造行车的操作要求如下。
a) 工作前,应检查主钩制动器的制动效果是否良好,制动架的紧固螺钉是否紧固可靠;检查主钩、
主小车、大车联轴器螺钉是否紧固可靠;检查主钩、主小车、大车的轴承座、减速器挡块是否牢
固可靠,行车车轮及轨道是否严重变形、磨损。
b) 工作前,检查各机构控制柜电器元件是否完好,电缆是否破损,各接线端子是否接触良好。
7.1.5 锻造操作机
开动设备前,检查电器部分,检查操作机四周有无障碍物,检查油箱液位、温度是否正常,并对各润
滑点加油润滑。开动后进行试车,动态检查大车运行、提升运行、钳口旋转及夹紧等系统压力是否正常,
检查各阀件动作是否正常运行,检查各管路及接头无泄漏。
7.1.6 锻造附具
锻造前,应提前摆放好本火次所需各锻造附具,有效缩短中间附具更换时间。
7.2 锻造操作
7.2.1 基本要求
锻造操作基本要求如下。
a) 锻造前应熟悉工艺、图纸及技术要求,做好生产准备;确认加热炉、锻压机、行车等设备完好,工
装附具准备齐全。
b) 生产中应做到勤看、勤量、勤检查,标尺定准、量具校准、测量仪调准。
c) 应控制锻造温度范围,并按要求进行终锻温度测量。
d) 若钢锭(钢坯)加热不均匀,不应出炉锻造。锻造过程中若发现明显加热不均,应停止锻造,重
新加热后再次进行锻造。
e) 应及时记录锻件现场准备、加热、锻造过程及相关事件,记录应真实、清晰、完整。
f) 锻后应及时对锻件按工艺要求进行标识,具备追溯性。
7.2.2 拔长
拔长的操作规定如下。
a) 压钳口时宜使钳口中心线与钢锭中心线保持一致。
b) 对于大型轴类锻件,宜保持锻件与钢锭的轴向中心线重合。
c) 宜使用有圆角的砧子,合理分配压下量、旋转角度、搭接量以及布砧等,以防止折伤和轴心
偏移。
d) 拔长分料前,应检查坯料是否弯曲,如有弯曲应进行校直处理。
7.2.3 镦粗
镦粗的操作规定如下。
a) 钢锭(钢坯)镦粗立料宜保证垂直,以防止镦粗后坯料歪斜;镦粗前,钢锭(钢坯)高度和直径比
宜小于或等于2.5,以防止镦粗后坯料弯曲。
b) 若镦粗出现明显折叠趋势,宜增加滚圆工序。必要时,应进行清伤。
c) 为了减小镦粗时的变形阻力,钢锭或者坯料宜加热到锻造温度范围的中上限。
7.2.4 冲孔
冲子表面应光滑;坯料冲孔时应对正坯料中心,选用适宜直径的冲子,控制坯料形状。推荐坯料直
径(D)与冲子直径(d)的比应大于或等于2.5。
7.2.5 芯轴拔长
芯轴拔长的操作规定如......
|