[发明专利]一种GCr15钢薄壁深筒环件双向联合辗轧成形的方法

摘要

一种GCr15钢薄壁深筒环件双向联合辗轧成形的方法，其步骤是：首先，确定薄壁深筒环件产品的材料属性为GCr15钢以及其几何尺寸取值，并确定环件双向联合辗轧时的毛坯和芯辊分别为矩形截面毛坯和矩形截面芯辊；其次，根据所确定的辗轧比和变形量分配比取值计算出矩形截面毛坯几何尺寸取值，并据此加工制作GCr15钢矩形截面毛坯；再次，将GCr15钢矩形截面毛坯放入加热炉中加热，当温度达到1150±30^oC时取出并随即将其放入双向联合辗轧机内进行双向联合辗轧，使其产生径向壁厚减小、轴向高度增大、内外半径扩大的塑性变形而成为GCr15钢薄壁深筒环件产品。本发明能有效提高GCr15钢薄壁深筒环件产品的生产效率、缩短生产时间、降低生产成本，有利于促进环件辗轧精确塑性成形制造技术的进一步发展。

主权项

一种GCr15钢薄壁深筒环件双向联合辗轧成形的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，确定薄壁深筒环件的材料为GCr15钢；步骤二，确定薄壁深筒环件几何尺寸的取值，薄壁深筒环件的几何尺寸包括薄壁深筒环件的外半径R_R、内半径r_R、径向壁厚W_R和轴向高度H_R；步骤三，选定环件双向联合辗轧时的毛坯为矩形截面毛坯，且其材料为GCr15钢；步骤四，确定环件双向联合辗轧时的芯辊为矩形截面芯辊，且其外半径取值为R_M；步骤五，确定出辗轧比λ值，先按不等式(1)计算出辗轧比λ的合理取值范围，然后在所计算出的辗轧比λ合理取值范围选择确定出一个辗轧比λ值；$1\<\mathrm{\λ}\<\frac{-R_M+\sqrt{R_M^2+W_R(2R_R-W_R)}}{W_R}---\left(1\right)$步骤六，确定出变形量分配比k值，先按不等式(2)计算出变形量分配比k的合理取值范围，然后在所计算出的变形量分配比k合理取值范围选择确定出一个变形量分配比k值；$\frac{(W_R+\mathrm{\λ}{R}_M+{\mathrm{\λ}}^2{W}_R-2R_R)\mathrm{\λ}{H}_R}{(2R_R-W_R-\mathrm{\λ}{R}_M)(2R_R-W_R-\mathrm{\λ}{R}_M-\mathrm{\λ}{W}_R)}\<k\<0---\left(2\right)$步骤七，计算确定出矩形截面毛坯几何尺寸的取值，矩形截面毛坯几何尺寸具体为矩形截面毛坯的径向壁厚W_B按式(3)计算取值、矩形截面毛坯的轴向高度H_B按式(4)计算取值、矩形截面毛坯的内半径r_B按式(5)计算取值、矩形截面毛坯的外半径R_B按式(6)计算取值；$W_B=\frac{(W_{R}k-H_R)-\sqrt{{(W_{R}k-H_R)}^2+4\mathrm{\λ}{W}_R{H}_{R}k}}{2k}---\left(3\right)$$H_B=\frac{\mathrm{\λ}{W}_R{H}_R}{W_B}---\left(4\right)$$r_B=\frac{(2R_R-W_R)W_R{H}_R}{2W_B{H}_B}-\frac{W_B}{2}---\left(5\right)$$R_B=\frac{(2R_R-W_R)W_R{H}_R}{2W_B{H}_B}+\frac{W_B}{2}---\left(6\right)$步骤八，加工制作出GCr15钢矩形截面毛坯，将GCr15钢棒料段从室温均匀加热到1150±30℃，然后将热态GCr15钢棒料段镦粗、冲孔、去应力退火，按步骤七中计算出的矩形截面毛坯几何尺寸取值加工制作成环件双向联合辗轧用的GCr15钢矩形截面毛坯；步骤九，将GCr15钢矩形截面毛坯放入加热炉中加热，当温度达到1150±30℃时取出并随即将其放入双向联合辗轧机内，对其进行双向联合辗轧，使其产生径向壁厚减小、轴向高度增大、内外半径扩大的塑性变形而成为GCr15钢薄壁深筒环件产品。