大型活塞桿鍛件是某型艦船用調(diào)距槳裝置的重要部件，材料為42CrMo鋼，其中間為直徑l410mm大法蘭，兩端為410mm的臺(tái)階，總長(zhǎng)僅l714mm，截面尺寸變化較大。在工作中受扭轉(zhuǎn) 、沖擊等載荷，技術(shù)要求高。

       活塞桿的制造工藝流程為：電爐冶煉(EF)一 真空精煉 (LFV)一鍛造一鍛后熱處理一粗加工一超聲檢測(cè)一淬火、回火一取樣并標(biāo)識(shí)一實(shí)驗(yàn)一超聲檢測(cè)一最終加工一尺寸檢驗(yàn)一標(biāo)識(shí)、發(fā)貨。

       1 冶煉 

       冶煉采用EF+LFV的工藝路線。該材料為常規(guī)材料，但因技術(shù)要求較高，應(yīng)在化學(xué)成分驗(yàn)收范圍內(nèi)調(diào)整冶煉內(nèi)控化學(xué)成分，配料時(shí)配精良廢鋼、料頭、生鐵，嚴(yán)禁配入土鐵 、混帶泥沙等，并配人足量的生鐵，確保一定的配碳量。澆注時(shí)間，嚴(yán)格控制注溫注速 。確保帽口收縮質(zhì)量良好， 嚴(yán)格按工藝要求時(shí)間脫模紅送，以保證鋼錠質(zhì)量。 

       2 鍛造 

       該產(chǎn)品為中間有凸臺(tái)的臺(tái)階軸，但因截面變化較大，且長(zhǎng)度較短，如采用傳統(tǒng)鐓粗拔長(zhǎng)的成型方法，不僅鍛件成型困難，而且中間凸臺(tái)不易鍛透，產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量不能得到保證。因此鍛造時(shí)選用首先鐓粗 、拔長(zhǎng)下料，再用漏盤(pán)局部鐓粗中間凸臺(tái)的成型方式，這樣既便于鍛件成型，又滿足無(wú)損檢測(cè)要求。

       3 熱處理 

       活塞桿鍛造完后進(jìn)行粗加工，并做超聲檢測(cè)，以確定是否有影響熱處理的缺陷，無(wú)損檢測(cè)合格后方可進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理 。鍛件熱處理前檢查產(chǎn)品所有棱角是否倒鈍，尖角處是否圓滑過(guò)渡，以避免淬火時(shí)應(yīng)力在尖角處集中而開(kāi)裂 。由于活塞桿要求做切向、縱向力學(xué)性能試驗(yàn)，且端部在 1／2厚度處取樣，為了獲得較好的淬火效果，熱處理前將活塞桿內(nèi)孔預(yù)先加工出來(lái)，以增加淬火時(shí)產(chǎn)品與淬火介質(zhì)的接觸面積 。制定熱處理參數(shù)時(shí)，考慮到產(chǎn)品截面變化較大，且42CrMo鋼材料直接水淬可能產(chǎn)生裂紋，因此采取先空冷少許時(shí)間，再水淬油冷的方法。淬火過(guò)程中先后開(kāi)啟水循環(huán)、油循環(huán)，并充分竄動(dòng)產(chǎn)品，以使產(chǎn)品淬火過(guò)程冷卻均勻。

       4 研制

       結(jié)果活塞桿鍛件制造過(guò)程中經(jīng)化學(xué)成分檢測(cè)、力學(xué)性能試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、超聲檢測(cè) ，其結(jié)果均符合技術(shù)要求。

       5 分析討論 

       由以上研制結(jié)果可以看出，活塞桿的實(shí)際化學(xué)成分不僅滿足驗(yàn)收要求，且 P、S等雜質(zhì)元素 、影響力學(xué)性能的 C、cr、Ni等元素均得到了有效控制，為項(xiàng)目研制成功奠定了基礎(chǔ)。力學(xué)性能 、金相檢驗(yàn) 、超聲檢測(cè)均滿足技術(shù)要求，鍛件硬度較均勻，而由于中間凸臺(tái)處取樣位置靠近表面，因此結(jié)果較端頭位置略高。鍛造時(shí)采用上下漏盤(pán)局部鐓粗中間凸臺(tái)并在熱處理前將內(nèi)孔加工出來(lái)的制造方法合理可行，可以使中間凸臺(tái)部分鍛造比達(dá)到4.3，并且可保證大截面產(chǎn)品獲得較高的晶粒度 。

        6 結(jié)論

        (1)活塞桿凸臺(tái)用上、下漏盤(pán)鐓鍛成型的方案，解決了中間凸臺(tái)難以鍛透的難題，這是活塞桿中間凸臺(tái)處力學(xué)性能 、晶粒度合格的關(guān)鍵。

        (2)活塞桿熱處理前將內(nèi)孔加工出來(lái)，并采用空水一油的冷卻方式是合理可行的。其增加了熱處理時(shí)淬火介質(zhì)與產(chǎn)品的接觸面積，可以讓淬火后力學(xué)性能一次合格。

        在活塞桿鍛件的研制過(guò)程中，優(yōu)化化學(xué)成分配比，選擇合理的鍛造成型方法，淬火時(shí)勻速冷卻，使得活塞桿鍛件的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求 。

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