可調槳槳葉左右旋底座鍛件及制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種材料成本低、加工周期短、能夠滿足底座鍛件的高強度、耐低溫要 求、能夠有效地避免凸臺與大外圓連接處斷裂現象產生的可調獎獎葉左右旋底座鍛件及制 造工藝，屬可調獎獎葉左右旋底座鍛件制造領域。
【背景技術】
[0002] 可調螺距螺旋獎CPP(簡稱可調獎或調距獎)通過設置于獎穀中的操縱機構使獎葉 能夠相對于獎穀轉動調節螺距的螺旋獎，它是通過轉動獎葉來改變螺距，從而改變船舶航 速或正車、倒車，調距獎裝置由獎葉、獎穀機構、軸系(艇軸、艇管、中間軸等）、配油器、液壓 系統和電子遙控系統等幾大部件或系統組成。 調距獎結構形式可W分為穀內油缸式和推拉桿式，穀內油缸式CPP其伺服油缸布置在 獎穀內部，而推拉桿式CPP其伺服油缸布置在軸系上，前者一般用于大馬力船舶，但油缸維 修不方便，后者一般用于小馬力船舶，油缸維修方便。左右旋底座鍛件是獎葉機構中不可 或缺的重要組成部分，直接關乎著船舶海上的正常高速航行，因此對于此鍛件的內在質量 要求極其嚴格。
[0003] 目前廠家制造的可調獎獎葉左右旋底座是一種帶偏屯、小凸臺的盤類鍛件，鍛件生 產廠家往往鍛造成形為實屯、圓餅狀，凸臺需要通過切削加工成形，造成材料成本大，加工周 期長的局面。其可調獎獎葉左右旋底座鍛件的材質為42CrMo4,其化學成分要求（質量分 數％):〇).38~0.45、]\1110.60~0.90、51<0.40、口< 0.025、5< 0.035、燈0.90~1.20、化< 0.25、M〇0.15~0.30，其余是Fe ;機械性能要求:抗拉強度Rm (M化）740~890、屈服強度Re (MPa) > 510、伸長率A5(%) > 14、收縮率Z(%) > 55、沖擊功(AKv)(J) > 20(-10°C)，并且可調 獎獎葉左右旋底座鍛件尺寸為大外圓直徑達0 933mm，小凸臺外徑0 210mm;小凸臺中屯、與 大外圓中屯、偏屯、3 21mm，總厚度達3 59mm，鍛件單重達1.8 51，材料錠重101錠鍛肆件，總鍛造 比> 5。
[0004] 其技術難點：（1)由于可調獎獎葉左右旋底座鍛件與獎葉、獎穀及螺旋獎軸等零部 件構成了船舶的推進系統且與海水接觸，故受力比較復雜。隨著造船行業的不斷發展，船舶 向大型化高速化發展，要求船舶航行環境也越來越復雜，因此對船舶推進系統中設及的鍛 件產品的要求也越來越高。因此，底座鍛件不僅需要有足夠的機械強度，還必須具有良好的 低溫初性。常規的42CrMo材質成分要求已經無法同時滿足底座鍛件的高強度、耐低溫要求。 (2)可調獎獎葉左右旋底座鍛件傳統的鍛造生產工藝方案為鋼錠鐵粗后拔長下料，巧料鐵 粗、滾圓后平整出成品，再通過后續的機械加工將小凸臺加工出來。此方案的缺點在于:其 一，雖然傳統工藝使整個鍛造過程方便快捷，但每個鍛件的原材料損耗是新工藝方案的1.2 倍。其二，底座鍛件的小凸臺通過機械加工手段代替直接鍛造成形大大延長了生產周期，增 加了生產成本。其Ξ，底座鍛件的小凸臺直接機械加工成形使凸臺部分缺少足夠的鍛造比， 在零件使用過程中很容易在凸臺與大外圓連接處產生斷裂現象，從而導致產品報廢。
【發明內容】
[0005] 設計目的：避免【背景技術】中的不足之處，設計一種材料成本低、加工周期短、能夠 滿足底座鍛件的高強度、耐低溫要求、能夠有效地避免凸臺與大外圓連接處斷裂現象產生 的可調獎獎葉左右旋底座鍛件及制造工藝。
[0006] 設計方案:為了實現上述設計目的。本申請在材料元素的構成上：（1)在遵循標準 要求的前提下，優化材料元素，控制C、Cr、MoS大主要元素的區間，并添加微合金元素 V，通 過細化晶粒，提高材料的強度、低溫初性和塑性。首先，鋼中含C量增加，屈服點和抗拉強度 就升高，因此控制含碳量:0.40~0.45%;其次，Cr具有許多有價值的性能:高硬度、高強度、 屈服點、高的耐磨性且對塑性、初性又好，Cr與Mo結合，能使澤火鋼中殘余奧氏體增加，而有 助于獲得需要粉碎程度的碳化物相且能大大提高結構鋼的強度和塑性，因此控制含銘量： 1.00~1.20%;再次，Mo具有細化晶粒的作用，可降低鋼的過熱傾向性，提高強度、硬度、熱穩 定性。Mo含量達0.2%即有提高Μ體回火穩定性，與Cr、Ni結合可大大提高澤透性，可細化晶 粒，提高初性，使鍛造加工容易等良好作用，因此控制含鋼量:0.20~0.30%。最后，在合金結 構鋼中添加微合金元素 V，V細化晶粒作用強，可提高鋼的強度和初性，減小過熱敏感性，提 高熱穩定性;V亦是強碳化物元素，一般VC的彌散度很高，且極穩定，所W它既利脫氧、脫氣 得到致密細晶組織，提高塑性、初性及高強度，其沖擊性能都較無 V鋼高，因此饑元素添入 量:0.03~0.05%;同時對有害元素 P、S控制在0.020 W下。優化后的化學成分（質量分數％)， 如下表：
(2)根據底座小凸臺的直徑尺寸用0 25mm圓鋼制作圓環專用號印工裝。目的在于利用 圓環專用號印工裝鍛出小凸臺并控制好小凸臺外圓的鍛造圓整度，防止因偏屯、過大而無加 工余量，導致產品報廢。設計專用的鐵粗、平整工序用漏盤，漏盤內孔呈偏屯、狀。目的在于底 座小凸臺鍛造成形后如果無專用工裝是無法平整大外圓平面的，產品在外觀上就會出現凹 凸不平，高度方向鍛造余量大，造成原材料浪費。相反在專用平整漏盤上進行平整處理后的 底座鍛件外觀規整，平整度好，且減少了機械加工余量，縮短了加工工時。（3)通過鋼錠鐵 粗、巧料鐵粗W及平整漏盤上的局部鐵粗Ξ合為一的鍛造新工藝，加大了產品的鐵粗鍛造 比，改善了鍛件的內部組織，大大提高了產品的內在質量，從而延長零件的使用壽命。（4)通 過對充分鍛透的底座鍛件制定水澤油冷的專用調質熱處理工藝，來有效保證材料的高強度 及低溫-l〇°C沖擊初性要求。
[0007] 技術方案1: 一種可調獎獎葉左右旋底座鍛件，質量百分數(％) : C: 0.40~0.45、Mn: 0.60~0.90、Si:0.40、P:<0.020、S:< 0.020、Cr:1.00~1.20、Ni:<0.25、Mo:0.20~0.30、 V:0.03~0.05,其余是化。
[000引技術方案2: -種可調獎獎葉左右旋底座鍛件制造工藝，（1)可調獎獎葉左右旋底 座鍛件采用42CrMo4材料鍛造成形，鍛件重量1.85t，材料規格為lot梅花錠，一錠鍛制四件； 鐵粗鍛造比6.0，拔長鍛造比5.9;鍛造溫度：1180°C~850°C; (2)第I火次:在3150t水壓機上鋼錠壓錯口，倒棱，去錠尾后鐵粗至0 1220mm;化子拔長 巧料至500mm八角約4920mm長;巧料鍛造完畢冷卻后進行銀床下料，下料尺寸為:500mm八角 xl220mm長，并加熱巧料至1180°C; 第Π 火次:巧料鐵粗至約410mm高，滾圓巧料，0 25mm圓環工裝號印，化子鍛出小凸臺， 再次滾圓，翻面，凸臺朝下在專用漏盤內鐵粗、平整至工藝尺寸后完工； (2)鍛后熱處理：隨爐升溫至890±10°C，保溫8小時后空冷;再隨爐升溫至650±10°C， 保溫14小時后空冷出爐的正火+回火工藝;鍛后熱處理后，進行粗車，再UT探傷，確保鍛件內 部無超標缺陷。
[0009] (4)性能熱處理:隨爐升溫至840±10°C，保溫5小時后水冷15分鐘并油冷20分鐘的 水澤油冷澤火工藝;再隨爐升溫至640 ± 10°C，保溫8小時后空冷出爐的回火工藝。
[0010] 本發明與【背景技術】相比，一是材料成本低、加工周期短、能夠滿足底座鍛件的高強 度、耐低溫要求;二是能夠有效地避免凸臺與大外圓連接處斷裂現象;Ξ是機械性抗拉強度 分別為Rm(MPa)8