軸類鍛件一般用于傳動軸,是機器設備的關鍵和核心部件,是制造重大裝備的基礎件,質量要求十分嚴格。軸類鍛件的生產過程為鍛前加熱、鍛造和鍛后熱處理。由于大型鍛件的生產多為單件生產,鍛件的報廢將造成巨大的經濟損失,并造成工期的延誤。因此必須制定合理的加熱規范以確保鋼錠加熱的安全,并減少加熱時間以達到節約能源的目的。

       具體研究內容及結論如下:

       室溫裝爐時,鋼錠的加熱可以使用加熱爐的最大加熱能力。通過模擬得到了鋼錠加熱時的應力場和溫度場。鋼錠心部應力為三向拉應力,以軸向應力為最大。且在低溫期和鋼錠心部相變期出現軸向應力和表心溫差的峰值。從快速加熱的角度來考慮,加熱規范優化參數為舵桿鋼錠相變期保溫溫度為850℃,相變期保溫時間為1小時,鍛造保溫溫度為1235℃;螺旋槳軸鋼錠相變期保溫溫度為850℃,相變期保溫時間為0.8小時,鍛造保溫溫度為1220℃。

       高溫裝爐時,低溫期時鋼錠的升溫速度明顯加快,但心部的應力也有很大的上升,即高溫裝爐能有效減少加熱時間,但必須控制最高裝爐溫度。裝爐溫度下的保溫時間舵桿鋼錠為2小時,螺旋槳軸為1.5小時,其余與低溫裝爐時相同。

       后續數火次的加熱與前幾次加熱不同。由于鍛件內部溫度高,而表面的溫度低,因此當爐溫到達鍛造保溫溫度時,鍛件內部的表心溫差并不大,因此加熱需選用較小的鍛造保溫溫度,1220℃。當鍛件長度大于加熱爐長度時,未裝爐部分的鍛件將對爐中靠近爐門鍛件的溫度產生較大的影響,為了減少加熱時間,需要增加裝爐長度。

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