大型船用軸系鍛件制造工藝

 船用大型鍛件是船舶的關鍵部件，隨著船舶向大型化、高速化發展和制造技術的不斷進步，船用鍛件的尺寸日益增大，對鍛件的質量要求也越來越高，給大型船用鍛件生產帶來的困難也越來越大。制造企業必須具備很高的冶煉控制技術水平、現場管理及操作水平、豐富的鍛造經驗和完善的熱處理手段和技術。

　　山西永鑫生鍛造有限公司作為國內船用鍛件主要供貨商之一，形成了以軸系鍛件為主導的大型船用傳動系統鍛件制造體系和50～98機型全套的船用柴油機鍛件制造體系。因此，對大型鍛件制造工藝的探討具有實際意義。

　　大型鍛件的制造工藝為：80t+60t電爐粗煉鋼水、150t鋼包爐中真空精煉→真空澆注工藝→鍛造→鍛后熱處理。大型鍛件的質量在很大程度上依賴于鋼錠的質量，鋼錠的質量是控制的重點。從冶煉上必須采用嚴格的成分控制，并在雙真空下保證氫、氧及其他雜質元素的控制。全程監控鋼水中氧的含量，采取措施及時高效快速脫氧、脫硫，進行非金屬夾雜物變性處理和合金成分的微調。另外，鋼液在鋼錠模內各處的冷卻與傳熱條件很不均勻，鋼液沿膜壁向錠心、底部向冒口逐漸冷凝選擇結晶，使形成鋼錠的結晶組織、化學成分及夾雜物分布很不均勻，且這種不均勻程度隨鋼錠尺寸增大而愈加嚴重。所以在鑄錠時，對錠模的潔凈度、真空室的真空度、澆注溫度、澆注速度都作嚴格的規范，以改善結晶條件，操作者必須嚴格執行。由于大型船用軸類鍛件所用鋼錠在冶煉時提高了鋼液的純凈度，故減輕了對后續工序的不利影響。

　　通過熱送鋼錠到水壓機車間后，保證在表面溫度≥550℃以前進爐，既避免了冷錠加熱帶來的不利影響，又節約了能源。在鍛造工藝中使用WHF法，并規范了壓下的趟數、壓下量。在始鍛溫度下保溫后，經WHF法的強力鍛造，創造了心部良好的靜水應力狀態，完全改善了鋼錠的鑄態組織，使密集的夾雜彌散分布，并嚴格控制好水、冒口切除量，從而保證無損檢測的效果。

　　大鍛件在完成熱塑性變形后，不是將其采用某種冷卻方式直接冷卻到室溫，而是熱裝在約400～600℃爐內保溫。保溫后再將其加熱到奧氏體化溫度，完成正火工序。鋼在正火前的組織狀態對隨后冷卻所獲得的組織具有一定的影響，所以在進行鍛后正火前，以較大過冷度降溫，促使組織轉變，減少晶界處鐵素體的析出概率。之后安排一定時間的保溫，又可利用奧氏體在該區域的不穩定狀態，充分完成整個組織相轉變過程，減少殘余奧氏體組織的存在，對即將進行正火的奧氏體化轉變的控制也具有十分重要的意義。在正火冷卻時，采用冷卻能力較強的鼓風噴霧冷卻，將有利于抑制片狀鐵素體的成長，使鍛件性能達到更理想的指標。