優(yōu)質(zhì)船舶偏心鋼套鍛件的制造過(guò)程主要包含以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟:
原材料準(zhǔn)備
1.選材:選用適合船舶使用環(huán)境與性能要求的優(yōu)質(zhì)鋼材,通常為中碳鋼或合金鋼。鋼材需具備高強(qiáng)度、良好的韌性和耐腐蝕性等特性,以滿足船舶偏心鋼套鍛件在復(fù)雜海洋環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的需求。例如,對(duì)于承受較大壓力與沖擊載荷的部位,可選擇40Cr等合金鋼,其綜合機(jī)械性能良好。
2.檢驗(yàn):對(duì)采購(gòu)的鋼材進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),包括化學(xué)成分分析、硬度檢測(cè)、金相組織檢驗(yàn)等。通過(guò)化學(xué)成分分析確保鋼材中各元素含量符合標(biāo)準(zhǔn)要求,如碳、硅、錳、磷、硫等元素,避免因化學(xué)成分偏差影響鍛件性能。硬度檢測(cè)能初步判斷鋼材是否滿足加工起始條件,金相組織檢驗(yàn)可了解鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻、有無(wú)缺陷,防止因原材料本身缺陷導(dǎo)致后續(xù)鍛件質(zhì)量問(wèn)題。

3.下料:根據(jù)偏心鋼套鍛件的尺寸規(guī)格和重量要求,計(jì)算所需鋼材的長(zhǎng)度與重量,使用鋸床、火焰切割機(jī)等設(shè)備進(jìn)行精確下料。下料尺寸需考慮鍛造過(guò)程中的加工余量,一般余量在單邊5 - 10mm,以保證后續(xù)加工能達(dá)到鍛件的精確尺寸要求。
加熱處理
1.加熱設(shè)備選擇:采用電阻爐、燃?xì)鉅t等加熱設(shè)備對(duì)下料后的鋼材進(jìn)行加熱。電阻爐加熱溫度控制精確,溫度均勻性好,能有效保證鋼材加熱質(zhì)量;燃?xì)鉅t加熱速度快,生產(chǎn)效率高,可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模和要求選擇合適的加熱設(shè)備。
2.加熱工藝:按照預(yù)定的加熱曲線進(jìn)行加熱,加熱速度不宜過(guò)快,以免鋼材內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力。一般起始階段以較低速度加熱,待鋼材溫度升高到一定程度后適當(dāng)加快加熱速度。加熱溫度需根據(jù)鋼材的材質(zhì)確定,中碳鋼加熱溫度通常在1100 - 1250℃,合金鋼加熱溫度稍高,在1150 - 1300℃。達(dá)到目標(biāo)加熱溫度后,需保持一定時(shí)間進(jìn)行均熱,使鋼材內(nèi)部組織充分均勻化,均熱時(shí)間根據(jù)鋼材尺寸和加熱設(shè)備特性而定,一般為1 - 3小時(shí)。
鍛造過(guò)程
1.制坯:加熱后的鋼材轉(zhuǎn)移至鍛造設(shè)備,如空氣錘、摩擦壓力機(jī)或液壓機(jī)等。首先進(jìn)行制坯操作,通過(guò)多次鐓粗、拔長(zhǎng)等工序改善鋼材的內(nèi)部組織,破碎鑄造時(shí)形成的粗大晶粒,使其更加致密均勻,提高鍛件的綜合機(jī)械性能。鐓粗比一般控制在2 - 3之間,拔長(zhǎng)比在3 - 5之間。
2.預(yù)鍛:根據(jù)偏心鋼套鍛件的大致形狀,使用預(yù)鍛模具在鍛造設(shè)備上對(duì)制坯后的鋼材進(jìn)行預(yù)鍛造。預(yù)鍛模具的設(shè)計(jì)要考慮到金屬的流動(dòng)規(guī)律和最終鍛件的形狀,使鋼材逐步接近成品形狀,同時(shí)進(jìn)一步細(xì)化晶粒,提高金屬的致密度。預(yù)鍛過(guò)程中需控制好鍛造比、鍛造速度和鍛造溫度,鍛造比一般在5 - 8之間,鍛造速度根據(jù)設(shè)備能力和鋼材溫度合理調(diào)整,鍛造溫度保持在850 - 1050℃之間,以保證金屬具有良好的塑性。
3.終鍛:預(yù)鍛后的坯料再次加熱到合適溫度后進(jìn)行終鍛。終鍛使用高精度的終鍛模具,精確控制鍛件的尺寸和形狀,使其達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求的尺寸公差范圍內(nèi)。終鍛過(guò)程中要嚴(yán)格控制鍛造工藝參數(shù),如鍛造力、鍛造速度和鍛造溫度等,確保鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量。終鍛溫度一般控制在750 - 900℃,終鍛后鍛件的表面不得有裂紋、折疊等缺陷。
熱處理
1.正火處理:鍛造后的偏心鋼套鍛件需進(jìn)行正火處理,將鍛件加熱到臨界溫度以上30 - 50℃,保溫一定時(shí)間后在空氣中冷卻。正火能細(xì)化晶粒,消除鍛造應(yīng)力,改善鍛件的切削加工性能。保溫時(shí)間根據(jù)鍛件尺寸確定,一般每25mm厚度保溫1小時(shí)左右。
2.回火處理:正火后的鍛件進(jìn)行回火處理,回火溫度根據(jù)鍛件的材質(zhì)和性能要求確定,一般在500 - 700℃之間。回火的目的是消除正火過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定組織,提高鍛件的韌性和綜合機(jī)械性能。回火保溫時(shí)間一般為2 - 4小時(shí),回火后隨爐冷卻或在空氣中冷卻。

機(jī)械加工
1.粗加工:采用車床、銑床、鉆床等設(shè)備對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理的偏心鋼套鍛件進(jìn)行粗加工。粗加工主要去除鍛件表面的大部分余量,為后續(xù)精加工留0.5 - 1mm的加工余量。粗加工過(guò)程中要注意加工參數(shù)的選擇,如切削速度、進(jìn)給量和切削深度等,以保證加工效率和加工質(zhì)量,避免因切削力過(guò)大導(dǎo)致鍛件變形。
2.精加工:粗加工后的鍛件進(jìn)行精加工,使用高精度的磨床、鏜床等設(shè)備對(duì)鍛件的關(guān)鍵尺寸部位進(jìn)行精確加工,如內(nèi)孔、外圓、端面等,使其尺寸精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。精加工的尺寸公差控制在±0.01 - ±0.05mm之間,表面粗糙度達(dá)到Ra0.8 - Ra1.6μm,以滿足船舶偏心鋼套在裝配和使用過(guò)程中的精度要求。
質(zhì)量檢驗(yàn)
1.外觀檢驗(yàn):通過(guò)肉眼或借助放大鏡等工具對(duì)鍛件的外觀進(jìn)行檢查,查看表面是否有裂紋、氣孔、砂眼、折疊等缺陷。表面缺陷不僅影響鍛件的外觀質(zhì)量,還可能成為疲勞裂紋源,降低鍛件的使用壽命,因此外觀檢驗(yàn)是質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。
2.尺寸精度檢驗(yàn):使用量具如卡尺、千分尺、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等對(duì)鍛件的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測(cè)量,確保尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙要求的公差范圍。任何超出公差范圍的尺寸偏差都可能導(dǎo)致偏心鋼套在船舶設(shè)備中的裝配和使用問(wèn)題,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
3.無(wú)損檢測(cè):采用超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等無(wú)損檢測(cè)方法對(duì)鍛件內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。超聲波探傷可檢測(cè)鍛件內(nèi)部的裂紋、夾雜等缺陷;磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面的缺陷;滲透探傷能檢測(cè)非多孔性材料表面開(kāi)口缺陷。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件內(nèi)部隱藏的缺陷,保證鍛件的質(zhì)量可靠性。
4.理化性能檢驗(yàn):對(duì)鍛件進(jìn)行化學(xué)成分分析、力學(xué)性能測(cè)試等理化性能檢驗(yàn)。化學(xué)成分分析確保鋼材成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求,力學(xué)性能測(cè)試包括拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、硬度測(cè)試等,檢驗(yàn)鍛件的強(qiáng)度、韌性、硬度等性能指標(biāo)是否滿足船舶使用要求。
表面處理
1.防銹處理:為提高偏心鋼套鍛件在海洋環(huán)境中的耐腐蝕性,對(duì)鍛件進(jìn)行防銹處理。常見(jiàn)的防銹處理方法有涂漆、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等。涂漆是在鍛件表面噴涂防銹漆,形成一層保護(hù)膜,阻止氧氣和水分與鍛件表面接觸;鍍鋅是在鍛件表面鍍上一層鋅層,利用鋅的電化學(xué)保護(hù)作用防止鋼材生銹;發(fā)藍(lán)是通過(guò)化學(xué)處理使鍛件表面形成一層致密的氧化膜,起到防銹作用。
2.潤(rùn)滑處理:對(duì)于需要在運(yùn)動(dòng)部件中使用的偏心鋼套鍛件,進(jìn)行潤(rùn)滑處理。可采用涂抹潤(rùn)滑脂或浸油等方式,在鍛件表面形成一層潤(rùn)滑膜,降低摩擦系數(shù),減少磨損,提高偏心鋼套在工作過(guò)程中的運(yùn)行效率和使用壽命。
經(jīng)過(guò)永鑫生重工的制造過(guò)程,生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)船舶偏心鋼套鍛件才能滿足船舶在復(fù)雜海洋環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
