10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法
【技术领域】
[0001]本发明属于船舶类深潜器密封压力结构封头加工制造方法，尤其涉及10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法。
【背景技术】
[0002]船舶类深潜器密封压力结构采用球形封头密封，10CrNi3MoV钢是一种低合金高强钢，是船舶结构用钢，其屈服强度大于等于590MPa，加工难度较大。现有10CrNi3MoV钢球形封头一般采用冷压(模压)成型，此类成型工艺对压模和冷压设备的要求很高，对于单件生产的球形封头制造带来很高的成本，加工应力也较难消除，降低了球形封头的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，解决现有球形封头冷加工成型工艺中成本高、加工应力难消除的问题，以降低成本、提高10CrNi3MoV钢球形封头使用寿命。
[0004]本发明所提供的一种10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，包括以下步骤:
[0005](1)圆板加热步骤:将10CrNi3MoV钢圆板投入加热炉，装炉时炉温低于800°C，装炉后以低于150°C /小时的速度升温，当温度到达940°C ±20°C，保温30?45分钟；加热时应保证10CrNi3MoV钢圆板加热均匀，避免材料过烧或保温时间不够。
[0006](2)模压成形步骤:将加热后的10CrNi3MoV钢圆板传送到冲压机平台上，冲压机上模具对准10CrNi3MoV钢圆板中心进行冲压，冲压起始温度为860°C?940°C，终压温度不低于750°C，形成10CrNi3MoV钢球形封头；然后在不低于700°C的温度下脱模，脱模后的10CrNi3MoV钢球形封头冷至500°C及以下吊离工作台，在无风环境中均匀冷却；
[0007](3)淬火处理步骤:将冷却后的10CrNi3MoV钢球形封头投入加热炉加热淬火，装炉时炉温低于800°C，装炉后以低于150°C /小时的速度升温，当温度到达910±10°C，保温时间2小时土 15分钟，然后将10CrNi3MoV钢球形封头吊到喷淋工作台上进行喷淋，喷淋时间不低于7分钟，以确保一次淬透；
[0008](4)回火处理步骤:将淬火后的10CrNi3MoV钢球形封头再投入加热炉加热回火，装炉时炉温低于400°C，装炉后以低于120°C /小时的速度升温，当温度到达665±10°C，保温时间3小时±15分钟，然后出炉，在无风环境中均匀冷却。
[0009]所述的10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，其特征在于:
[0010]所述圆板加热步骤中，所述10CrNi3MoV钢圆板的半径R与模压成形后10CrNi3MoV钢球形封头端口半径r的关系为R = (1.2?1.5)r，10CrNi3MoV钢圆板的厚度δ 1与10CrNi3MoV钢球形封头壁厚δ 2的关系为δ δ (4mm?6mm)。
[0011]本发明对10CrNi3MoV钢球形封头采用热压(模压)成型工艺，降低了对压模和冲压设备的要求，冲压成型容易控制，质量更好，无加工应力，圆板加热步骤中将原板加热到910±10°C，保温时间2小时±15分钟，可以将10CrNi3MoV钢板的力学性能降低，以便于冲压，模压成形步骤中冲压起始温度为860°C?940°C，终压温度不低于750°C，可以确保10CrNi3MoV钢的金相组织不发生太大变化，以便于后面10CrNi3MoV钢的调质热处理；然后通过淬火处理步骤、回火处理步骤，调节10CrNi3MoV钢的金相组织，可以确保10CrNi3MoV钢球形封头的力学性能与10CrNi3MoV钢板的力学性能一致，从而保证10CrNi3MoV钢球形封头的使用寿命与船舶类深潜器寿命一致。
【附图说明】
[0012]图1为10CrNi3MoV钢圆板示意图；
[0013]图2为10CrNi3MoV钢球形封头示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例对本发明进一步说明。
[0015]实施例1，包括以下步骤:
[0016](1)圆板加热步骤:将图1所示的10CrNi3MoV钢圆板投入加热炉，装炉时炉温为750°C，装炉后以140°C /小时的速度升温，当温度到达940°C ±20°C，保温30分钟；加热时应保证10CrNi3MoV钢圆板加热均匀，避免材料过烧或保温时间不够；所述10CrNi3MoV钢圆板的半径R为2200mm，厚度δ $ 32mm ；
[0017](2)模压成形步骤:将加热后的10CrNi3MoV钢圆板传送到冲压机平台上，冲压机上模具对准10CrNi3MoV钢圆板中心进行冲压，冲压起始温度为860°C，终压温度为750°C，形成如图2所示的10CrNi3MoV钢球形封头；然后在720°C的温度下脱模，脱模后的10CrNi3MoV钢球形封头冷至480°C吊离工作台，在无风环境中均匀冷却；用红外线测温仪进行温度控制，并做记录；所述10CrNi3MoV钢球形封头端口半径r为1755mm，壁厚δ 2为28mm,型深为 11 76mm ；
[0018](3)淬火处理步骤:将冷却后的10CrNi3MoV钢球形封头投入加热炉加热淬火，入炉时端口向下，平放，装炉时炉温为750°C，装炉后以130°C /小时的速度升温，当温度到达910±10°C，保温时间2小时±15分钟，然后将10CrNi3MoV钢球形封头吊到喷淋工作台上进行喷淋，喷淋时间10分钟，以确保一次淬透；
[0019](4)回火处理步骤:将淬火后的10CrNi3MoV钢球形封头再投入加热炉加热回火，入炉时端口向下，平放，装炉时炉温为380°C，装炉后以100°C /小时的速度升温，当温度到达665±10°C，保温时间3小时±15分钟，然后出炉，在无风环境中均匀冷却。
[0020]实施例2，包括以下步骤:
[0021](1)圆板加热步骤:将10CrNi3MoV钢圆板投入加热炉，装炉时炉温为780°C，装炉后以135°C /小时的速度升温，当温度到达940°C ±20°C，保温45分钟；加热时应保证10CrNi3MoV钢圆板加热均匀，避免材料过烧或保温时间不够；所述10CrNi3MoV钢圆板的半径 R 为 1800mm，厚度 δ ^ 34mm ；
[0022](2)模压成形步骤:将加热后的10CrNi3MoV钢圆板传送到冲压机平台上，冲压机上模具对准10CrNi3MoV钢圆板中心进行冲压，冲压起始温度为940°C，终压温度为800°C，形成10CrNi3MoV钢球形封头；然后在750°C的温度下脱模，脱模后的10CrNi3MoV钢球形封头冷至500°C吊离工作台，在无风环境中均匀冷却；用红外线测温仪进行温度控制，并做记录；所述10CrNi3MoV钢球形封头端口半径r为1500mm，壁厚δ 2为28_，型深为1076mm ；
[0023](3)淬火处理步骤:将冷却后的10CrNi3MoV钢球形封头投入加热炉加热淬火，入炉时端口向下，平放，装炉时炉温为780°C，装炉后以140°C /小时的速度升温，当温度到达910±10°C，保温时间2小时±15分钟，然后将10CrNi3MoV钢球形封头吊到喷淋工作台上进行喷淋，喷淋时间8分钟，以确保一次淬透；
[0024](4)回火处理步骤:将淬火后的10CrNi3MoV钢球形封头再投入加热炉加热回火，入炉时端口向下，平放，装炉时炉温为390°C，装炉后以110°C /小时的速度升温，当温度到达665±10°C，保温时间3小时±15分钟，然后出炉，在无风环境中均匀冷却。
[0025]以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)圆板加热步骤:将10CrNi3MoV钢圆板投入加热炉，装炉时炉温低于800°C，装炉后以低于150°C /小时的速度升温，当温度到达940°C ±20°C，保温30?45分钟； (2)模压成形步骤:将加热后的10CrNi3MoV钢圆板传送到冲压机平台上，冲压机上模具对准10CrNi3MoV钢圆板中心进行冲压，冲压起始温度为860°C?940°C，终压温度不低于750°C，形成10CrNi3MoV钢球形封头；然后在不低于700°C的温度下脱模，脱模后的10CrNi3MoV钢球形封头冷至500°C及以下吊离工作台，在无风环境中均匀冷却； (3)淬火处理步骤:将冷却后的10CrNi3MoV钢球形封头投入加热炉加热淬火，装炉时炉温低于800°C，装炉后以低于150°C /小时的速度升温，当温度到达910±10°C，保温时间2小时±15分钟，然后将10CrNi3MoV钢球形封头吊到喷淋工作台上进行喷淋，喷淋时间不低于7分钟，以确保一次淬透； (4)回火处理步骤:将淬火后的10CrNi3MoV钢球形封头再投入加热炉加热回火，装炉时炉温低于400°C，装炉后以低于120°C /小时的速度升温，当温度到达665±10°C，保温时间3小时±15分钟，然后出炉，在无风环境中均匀冷却。2.如权利要求1所述的10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，其特征在于: 所述圆板加热步骤中，所述10CrNi3MoV钢圆板的半径R与模压成形后10CrNi3MoV钢球形封头端口半径r的关系为R = (1.2?1.5)r，10CrNi3MoV钢圆板的厚度δ 1与10CrNi3MoV钢球形封头壁厚δ 2的关系为δ δ (4mm?6mm)。
【专利摘要】10CrNi3MoV钢球形封头热压成型方法，属于船舶类深潜器密封压力结构封头加工制造方法，解决现有球形封头冷加工成型工艺中成本高、加工应力难消除的问题，以降低成本、提高10CrNi3MoV钢球形封头使用寿命。本发明包括圆板加热步骤、模压成形步骤、淬火处理步骤和回火处理步骤。本发明降低了对压模和冲压设备的要求，冲压成型容易控制，质量更好，无加工应力，可以确保10CrNi3MoV钢球形封头的力学性能与10CrNi3MoV钢板的力学性能一致，从而保证10CrNi3MoV钢球形封头的使用寿命与船舶寿命一致。
【IPC分类】C21D6/00, C21D8/00, C21D9/00
【公开号】CN105256116
【申请号】CN201510707986
【发明人】王波
【申请人】武昌船舶重工集团有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月27日