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核心提示：
曲軸是大型氣體壓縮機的關(guān)鍵零件，由于工況中承受載荷最大，且受力復雜，因此選用鍛件毛坯生產(chǎn)，該產(chǎn)品市場前景廣闊，有很大的市場需求量。大型氣體壓縮機曲軸鍛件毛坯作為技術(shù)含量高、附加值也較高的鍛件，其訂貨價格每噸1.4萬元左右,利潤率高達10%～15%。在早期的生產(chǎn)中常因曲軸質(zhì)量達不到技術(shù)要求，造成鍛件廢品率較高，不能為企業(yè)增加效益，反而造成虧損。為了開發(fā)市場，滿足用戶需求，擴大高檔、高附加值鍛件生產(chǎn)的品種，本文對大型氣體壓縮機曲軸鍛造工藝進行了更深入的研究，試圖尋找出好的鍛造工藝，從而提高曲軸鍛件的合格率，以期取得更大的經(jīng)濟效益。
由于大型氣體壓縮機曲軸在工作中高速旋轉(zhuǎn)，承受較大的彎曲應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，因此對曲軸內(nèi)部質(zhì)量要求較高，廠家主要有以下檢驗項目：力學性能(僅限于45鋼)、低倍檢驗、高倍檢驗(非金屬夾雜物、晶粒度等)、超聲波探傷、磁粉探傷等。
大型氣體壓縮機曲軸質(zhì)量問題有：①金相檢驗時常常發(fā)現(xiàn)混晶現(xiàn)象，也就是晶粒粗細不均，還有晶粒粗大的現(xiàn)象。②超聲波探傷缺陷超標。
在高溫塑性變形時鍛件再結(jié)晶后晶粒的大小決定于溫度、變形程度和變形速度。在一定的鍛造溫度下，存在著一個臨界變形范圍。鍛造時，若變形程度處于這個臨界變形度范圍，鍛件再結(jié)晶后晶粒比較粗大，所以鍛造時，尤其是最后一火時的變形程度應(yīng)盡量避免在該范圍內(nèi)。從大型氣體壓縮機曲軸鍛件生產(chǎn)過程看，出成品時燒回頭火，這時鍛造溫度高，變形量小，是造成晶粒粗大的原因。另外，鍛后熱處理不當也是造成混晶、晶粒粗大的另一原因。
造成大型氣壓機曲軸超聲波探傷超標不合格的主要原因有：①鍛造用鋼的純凈度不高，造成鍛件內(nèi)部存在大量夾雜缺陷，以及氣體含量過高，鍛后熱處理不當造成白點缺陷。②鍛造過程中，心部沒有充分變形，原始鑄態(tài)組織如疏松、空隙以及偏析沒有得到改善。前者需用先進的冶金工藝來提高鋼的純凈度，使P、S、H等有害元素盡可能地降低，而后者則需要從事鍛造行業(yè)的工作者不斷地探索新工藝方法來改善鍛件變形過程的變形條件。近年來，在鋼錠質(zhì)量有所提高的前提下，在鍛件生產(chǎn)中已經(jīng)采用了先進的工藝方法和一些工藝措施來提高大型氣壓機曲軸鍛件的內(nèi)部質(zhì)量。
為了解決大型氣壓機曲軸鍛件的內(nèi)部質(zhì)量的問題，對生產(chǎn)工藝進行了如下的改進：①提高鐓粗后保溫溫度和保溫時間，溫度是塑性變形時內(nèi)部缺陷焊合的必要條件之一，提高加熱溫度并在高溫下較長時間保溫，有利于金屬元素的擴散、均勻。同時也為鍛造時焊合大截面鍛件心部的空隙缺陷創(chuàng)造了有利條件。因此在鐓粗后用寬砧拔長前嚴格控制保溫溫度或?qū)⒈貢r間增加30%～40%，較高的溫度、良好加熱狀態(tài)為鐓粗和寬砧走扁拔長提供了必要條件。②在拔長過程中采用寬砧走扁方中心壓實的工藝，實質(zhì)上就是用上下寬平砧按照WHF法壓下程序，根據(jù)具體的變形數(shù)據(jù)，在高溫下對坯料進行拔長鍛造。每次走扁方變形中的坯料在一個方向上變形十分充分，保證了內(nèi)部疏松、孔隙充分焊合。③將進行寬砧走扁方中心壓實后的坯料增加一次擴氫、正火處理，這樣做的主要目的是將冷卻下來的坯料進行超聲波探傷以保證生產(chǎn)出合格的成品鍛件。如果坯料超聲波探傷合格，將坯料重新入爐加熱，然后鍛成曲軸鍛件，否則，該坯料就改作它用。④在最后一火中嚴格控制燒回頭火，以防混晶和晶粒粗大的現(xiàn)象出現(xiàn)。⑤制定合理的熱處理工藝消除鍛后產(chǎn)生的混晶和晶粒粗大缺陷，防止白點的產(chǎn)生。
利用一次正火或兩次正火能夠使曲軸的組織和晶粒度級別達到交貨技術(shù)條件，有條件的話鍛后直接進行兩次正火處理。選擇控溫均勻的爐子進行熱處理可以有效保證曲軸的內(nèi)部質(zhì)量。
由于大型氣體壓縮機曲軸在工作中高速旋轉(zhuǎn)，承受較大的彎曲應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，因此對曲軸內(nèi)部質(zhì)量要求較高，廠家主要有以下檢驗項目：力學性能(僅限于45鋼)、低倍檢驗、高倍檢驗(非金屬夾雜物、晶粒度等)、超聲波探傷、磁粉探傷等。
大型氣體壓縮機曲軸質(zhì)量問題有：①金相檢驗時常常發(fā)現(xiàn)混晶現(xiàn)象，也就是晶粒粗細不均，還有晶粒粗大的現(xiàn)象。②超聲波探傷缺陷超標。
在高溫塑性變形時鍛件再結(jié)晶后晶粒的大小決定于溫度、變形程度和變形速度。在一定的鍛造溫度下，存在著一個臨界變形范圍。鍛造時，若變形程度處于這個臨界變形度范圍，鍛件再結(jié)晶后晶粒比較粗大，所以鍛造時，尤其是最后一火時的變形程度應(yīng)盡量避免在該范圍內(nèi)。從大型氣體壓縮機曲軸鍛件生產(chǎn)過程看，出成品時燒回頭火，這時鍛造溫度高，變形量小，是造成晶粒粗大的原因。另外，鍛后熱處理不當也是造成混晶、晶粒粗大的另一原因。
造成大型氣壓機曲軸超聲波探傷超標不合格的主要原因有：①鍛造用鋼的純凈度不高，造成鍛件內(nèi)部存在大量夾雜缺陷，以及氣體含量過高，鍛后熱處理不當造成白點缺陷。②鍛造過程中，心部沒有充分變形，原始鑄態(tài)組織如疏松、空隙以及偏析沒有得到改善。前者需用先進的冶金工藝來提高鋼的純凈度，使P、S、H等有害元素盡可能地降低，而后者則需要從事鍛造行業(yè)的工作者不斷地探索新工藝方法來改善鍛件變形過程的變形條件。近年來，在鋼錠質(zhì)量有所提高的前提下，在鍛件生產(chǎn)中已經(jīng)采用了先進的工藝方法和一些工藝措施來提高大型氣壓機曲軸鍛件的內(nèi)部質(zhì)量。
為了解決大型氣壓機曲軸鍛件的內(nèi)部質(zhì)量的問題，對生產(chǎn)工藝進行了如下的改進：①提高鐓粗后保溫溫度和保溫時間，溫度是塑性變形時內(nèi)部缺陷焊合的必要條件之一，提高加熱溫度并在高溫下較長時間保溫，有利于金屬元素的擴散、均勻。同時也為鍛造時焊合大截面鍛件心部的空隙缺陷創(chuàng)造了有利條件。因此在鐓粗后用寬砧拔長前嚴格控制保溫溫度或?qū)⒈貢r間增加30%～40%，較高的溫度、良好加熱狀態(tài)為鐓粗和寬砧走扁拔長提供了必要條件。②在拔長過程中采用寬砧走扁方中心壓實的工藝，實質(zhì)上就是用上下寬平砧按照WHF法壓下程序，根據(jù)具體的變形數(shù)據(jù)，在高溫下對坯料進行拔長鍛造。每次走扁方變形中的坯料在一個方向上變形十分充分，保證了內(nèi)部疏松、孔隙充分焊合。③將進行寬砧走扁方中心壓實后的坯料增加一次擴氫、正火處理，這樣做的主要目的是將冷卻下來的坯料進行超聲波探傷以保證生產(chǎn)出合格的成品鍛件。如果坯料超聲波探傷合格，將坯料重新入爐加熱，然后鍛成曲軸鍛件，否則，該坯料就改作它用。④在最后一火中嚴格控制燒回頭火，以防混晶和晶粒粗大的現(xiàn)象出現(xiàn)。⑤制定合理的熱處理工藝消除鍛后產(chǎn)生的混晶和晶粒粗大缺陷，防止白點的產(chǎn)生。
利用一次正火或兩次正火能夠使曲軸的組織和晶粒度級別達到交貨技術(shù)條件，有條件的話鍛后直接進行兩次正火處理。選擇控溫均勻的爐子進行熱處理可以有效保證曲軸的內(nèi)部質(zhì)量。
