一種GCr15鋼薄壁深筒環件雙向聯合輾軋成形的方法
【專利摘要】一種GCr15鋼薄壁深筒環件雙向聯合輾軋成形的方法，其步驟是：首先，確定薄壁深筒環件產品的材料屬性為GCr15鋼以及其幾何尺寸取值，并確定環件雙向聯合輾軋時的毛坯和芯輥分別為矩形截面毛坯和矩形截面芯輥；其次，根據所確定的輾軋比和變形量分配比取值計算出矩形截面毛坯幾何尺寸取值，并據此加工制作GCr15鋼矩形截面毛坯；再次，將GCr15鋼矩形截面毛坯放入加熱爐中加熱，當溫度達到1150±30oC時取出并隨即將其放入雙向聯合輾軋機內進行雙向聯合輾軋，使其產生徑向壁厚減小、軸向高度增大、內外半徑擴大的塑性變形而成為GCr15鋼薄壁深筒環件產品。本發明能有效提高GCr15鋼薄壁深筒環件產品的生產效率、縮短生產時間、降低生產成本，有利于促進環件輾軋精確塑性成形制造技術的進一步發展。
【專利說明】一種GCM5鋼薄壁深筒環件雙向聯合輾軋成形的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于環件輾軋精確塑性成形制造【技術領域】，具體涉及一種GCrl5鋼薄壁深 筒環件雙向聯合輾軋成形的方法。
【背景技術】
[0002] 薄壁深筒環件廣泛應用于航空航天、能源、汽車、船舶、化工等工業領域中的高頸 法蘭和高壓桶形閥等裝備中。它不僅要求具有較高的精度，而且要求具有較好的性能。薄 壁深筒環件傳統的加工制造工藝為機械加工與馬架擴孔工藝，但它們存在的變形抗力大、 能源材料消耗大、后續機加工量大等缺點。
[0003] 環件雙向聯合輾軋作為一種先進塑性成形技術，具有產品性能好、材料利用率高 和生產成本低等優點，是目前世界各國石油化工、能源機械、汽車和航空航天等高【技術領域】 中的零構件成形制造實現輕量化、精確化、柔性化、高性能、高效率、低成本和短周期的重要 途徑。因此，申請號為【201210472643. 7】的發明專利公開了一種筒形件的精密軋制成形方 法及裝置，申請號【201310047547. 2】的發明公開了一種雙金屬筒形件的精密軋制成形方 法，環件雙向聯合輾軋近年來已被開始用來加工制造筒形環件。但在這兩份發明專利中，雖 然利用了環件雙向聯合輾軋技術，但在成形制造過程中是先進行徑向軋制（即環件的壁厚 減小、軸向高度不變、內外半徑擴大）再進行軸向軋制（即環件的壁厚減小、軸向高度增大、 內外半徑不變），這種方式未能充分發揮出環件雙向聯合輾軋的優點。
【發明內容】
[0004] 為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種GCrl5鋼薄壁深筒 環件雙向聯合輾軋成形的方法，具有生產效率高、生產成本低的特點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種GCrl5鋼薄壁深筒環件雙向 聯合輾軋成形的方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一，確定薄壁深筒環件的材料為GCr15鋼；
[0007] 步驟二，確定薄壁深筒環件幾何尺寸的取值，薄壁深筒環件的幾何尺寸包括薄壁 深筒環件的外半徑RK、內半徑rK、徑向壁厚WK和軸向高度HK;
[0008] 步驟三，選定環件雙向聯合輾軋時的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼；
[0009] 步驟四，確定環件雙向聯合輾軋時的芯輥為矩形截面芯輥，且其外半徑取值為rm;
[0010] 步驟五，確定出輾乳比A值，先按不等式（1)計算出輾乳比A的合理取值范圍， 再在所計算出的輾軋比X合理取值范圍選擇確定出一個輾軋比X值；
【權利要求】
1. 一種GCrl5鋼薄壁深筒環件雙向聯合輾軋成形的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，確定薄壁深筒環件的材料為GCrl5鋼； 步驟二，確定薄壁深筒環件幾何尺寸的取值，薄壁深筒環件的幾何尺寸包括薄壁深筒 環件的外半徑Rk、內半徑rK、徑向壁厚Wk和軸向高度Hk; 步驟三，選定環件雙向聯合輾軋時的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼； 步驟四，確定環件雙向聯合輾軋時的芯輥為矩形截面芯輥，且其外半徑取值為Rm; 步驟五，確定出輾軋比λ值，先按不等式（1)計算出輾軋比λ的合理取值范圍，然后 在所計算出的輾軋比λ合理取值范圍選擇確定出一個輾軋比λ值；
步驟六，確定出變形量分配比k值，先按不等式（2)計算出變形量分配比k的合理取 值范圍，然后在所計算出的變形量分配比k合理取值范圍選擇確定出一個變形量分配比k 值；
步驟七，計算確定出矩形截面毛坯幾何尺寸的取值，矩形截面毛坯幾何尺寸具體為矩 形截面毛坯的徑向壁厚Wb按式（3)計算取值、矩形截面毛坯的軸向高度Hb按式（4)計算取 值、矩形截面毛坯的內半徑rB按式（5)計算取值、矩形截面毛坯的外半徑Rb按式（6)計算 取值；
步驟八，加工制作出GCrl5鋼矩形截面毛坯，將GCrl5鋼棒料段從室溫均勻加熱到 1150±30°C，然后將熱態GCrl5鋼棒料段鐓粗、沖孔、去應力退火，按步驟七中計算出的矩 形截面毛坯幾何尺寸取值加工制作成環件雙向聯合輾軋用的GCrl5鋼矩形截面毛坯； 步驟九，將GCrl5鋼矩形截面毛坯放入加熱爐中加熱，當溫度達到1150±30°C時取出 并隨即將其放入雙向聯合輾軋機內，對其進行雙向聯合輾軋，使其產生徑向壁厚減小、軸向 高度增大、內外半徑擴大的塑性變形而成為GCrl5鋼薄壁深筒環件產品。
2. 根據權利要求1所述的一種GCrl5鋼薄壁深筒環件雙向聯合輾軋成形的方法，其特 征在于，包括如下步驟： 步驟一，確定薄壁深筒環件的材料為GCrl5鋼； 步驟二，確定薄壁深筒環件幾何尺寸取值，薄壁深筒環件的幾何尺寸包括薄壁深筒環 件的外半徑Rr= 300mm、內半徑rK= 270mm、徑向壁厚Wk= 30mm和軸向高度Hk= 150mm; 步驟三，選定環件雙向聯合輾軋時的毛坯為矩形截面毛坯，且其材料為GCrl5鋼； 步驟四，確定出環件雙向聯合輾軋時的芯輥為矩形截面芯輥，且假定其外半徑取值為Rm= 1 20mm； 步驟五，確定輾乳比λ值，先按不等式⑴計算出輾乳比λ的合理取值范圍為 [1，1.92]，再在所計算出的輾軋比λ合理取值范圍[1，1.92]內選擇確定出一個輾軋比λ 值為1. 4 ; 步驟六，確定變形量分配比k值，先按不等式（2)計算出變形量分配比k的合理取值范 圍為[-〇. 82,0]，再在所計算出的變形量分配比k合理取值范圍[-0. 82,0]內選擇確定出一 個變形量分配比k值為-0.7 ; 步驟七，計算確定出矩形截面毛坯幾何尺寸的取值，矩形截面毛坯幾何尺寸具體為矩 形截面毛還的徑向壁厚Wb= 45. 2_、矩形截面毛還的軸向高度Hb= 139. 4_、矩形截面毛 還的內半徑:rB= 181.0mm、矩形截面毛還的外半徑Rb= 226.2mm; 步驟八，加工制作矩形截面GCr15鋼毛坯，將GCr15鋼棒料段從室溫均勻加熱到 1150°C，然后將熱態GCrl5鋼棒料段鐓粗、沖孔、去應力退火，按步驟七中計算出的矩形截 面毛坯幾何尺寸取值加工制作成環件雙向聯合輾軋用的GCrl5鋼矩形截面毛坯； 步驟九，將矩形截面GCrl5鋼毛坯放入加熱爐中加熱，當溫度達到1150°C時取出并隨 即將其放入雙向聯合輾軋機內，對其進行雙向聯合輾軋，使其產生徑向壁厚減小、軸向高度 增大、內外半徑擴大的塑性變形過程而成為GCrl5鋼薄壁深筒環件產品。
【文檔編號】B21H1/06GK104438989SQ201410503779
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】李蘭云, 李霄, 劉靜, 何志, 高彬 申請人:西安石油大學