技术领域 [0001]本发明涉及大型环件制造技术领域，尤其涉及一种用于大直径环锻件分段成形的工艺。 背景技术 [0002]随着工业技术的发展，越来越多的大型机械设备出现在各行各业中，例如大型隧道掘进机(盾构机)，大型风电设备，大型船舶等大型工程机械，都需要使用直径超过10m以上的环形锻件。目前制作大尺寸的环形锻件主流的制备方式为整体成型。 [0003]目前公开号CN105290281B名称为大型厚壁含镍环锻件的生产方法，其包括如下步骤：制坯步骤，将圆柱形料制成环形毛坯；辗环步骤，将所述环形毛坯加热后置于径轴向辗环机上进行多火次辗环，从而得到环锻件坯；所述辗环步骤中，所述多火次辗环的火次为2-4次，各火次辗环的开始温度为≥150℃，终止温度为≥800℃，热处理步骤，将多个所述环锻件坯摊开空冷至250-350℃，之后进行退火处理机加工步骤，将所述热处理后的环锻件坯加工成成品环锻件。 [0004]但是现在的大型环锻件制备存在以下问题： [0005]1、整体成型需要制备大尺寸的模具，但是模具是特制的加工难度大，并且钢水在巨大的型腔中不可能同时间冷却，大大增加锻件出现锻件容易出现疏松等缺陷。 [0006]2、毛坯辗环需要使用超大型的环压机，超过了一般环压机的能力极限。 [0007]3、尺寸越大的环锻件在热处理过程中，容易出现钢锭内部没有烧透的情况，但是为了避免上述情况，增加热处理时候和提高热处理温度，也会导致锻件出现过烧的情况，严重的时候甚至会导致锻件报废。 发明内容 [0008]针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于大直径环锻件分段成形的工艺，其优点在于通过小型环件在锻造前后进行多次热处理，并且配合大变形锻造，得到均匀细化的晶粒组织改善钢锭内部缺陷，之后切割成若干段再进行展宽之后得到所需的圆弧锻件，将圆弧锻件焊接组装可快速得到质量优异的大型环锻件。 [0009]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： [0010]一种用于大直径环锻件分段成形的工艺，包括以下步骤： [0011]步骤S1，下料，准备钢锭，切除钢锭的冒口和水口； [0012]步骤S2，钢锭加热，包括两个加热阶段： [0013]第一加热阶段：钢锭加热到850±50℃保温； [0014]第二加热阶段：钢锭加热到1250±10℃保温； [0015]步骤S3，钢锭出坯，包括以下工序： [0016]工序1：钢锭倒棱，之后镦粗，钢锭的锻造比控制在1.8； [0017]工序2：钢锭拔长，之后钢锭倒八方，钢锭的锻造比控制在1.6； [0018]工序3：钢锭旋压，之后钢锭镦粗滚圆，钢锭的锻造比控制在2.8； [0019]工序4：钢锭冲孔，平整钢锭端面； [0020]工序5：钢锭机加工到设计尺寸； [0021]步骤S4，钢锭回炉加热： [0022]钢锭加热到1250±10℃保温； [0023]步骤S5，钢锭轧环： [0024]钢锭使用环机进行轧环； [0025]步骤S6，钢锭正火： [0026]钢锭加热到910±15℃保温，之后钢锭空冷到室温； [0027]步骤S7，钢锭见光探伤； [0028]步骤S8，钢锭切分： [0029]将钢锭等分切开形成等长的圆弧锻件； [0030]步骤S9，将圆弧锻件加热： [0031]将圆弧锻件加热到880±15℃保温； [0032]步骤S10，将圆弧锻件展宽： [0033]圆弧锻件采用展宽砧具进行展宽。。 [0034]进一步的，在步骤S1中，所述钢锭的冒口端切除量大于9％，所述钢锭的水口端切除量大于4％。 [0035]进一步的，在步骤S2第一加热阶段中，钢锭的装炉≤300℃。 [0036]进一步的，在步骤S2的第一加热阶段中，钢锭在保温时间为350min，保温时间误差为+100/0min。 [0037]进一步的，在步骤S2的第二加热阶段中，钢锭在保温时间为650min，保温时间误差为+200/0min。 [0038]进一步的，在步骤S3中，钢锭的总锻造比大于6。 [0039]进一步的，在步骤S4中，钢锭的保温时间为170min，保温时间误差为+85/0min。 [0040]进一步的，在步骤S6中，钢锭以≤150℃，钢锭的保温时间范围为6～7h。 [0041]进一步的，在步骤S9中，保温时间为150min，保温时间误差为+75/0min。 [0042]进一步的，所述展宽砧具包括相互配合的上模和下模，所述上模包括上砧、上砧座和上平板，所述上平板安装在压机上，所述上砧座固定在上平板的底面，所述上砧安装在上砧座的底部，所述下模上竖直设置有一对挡板，从而在挡板之间用于容纳圆弧锻件的凹腔，所述挡板的高度与圆弧锻件的壁厚相同，两个所述挡板的间距大于圆弧锻件的高度。 [0043]综上所述，本发明具有以下有益效果： [0044]1.制备单个圆弧锻件的过程汇总，首先进行一次两阶段加热，将钢锭内外加热均匀受热，减少钢锭内外的温度梯度，使钢锭内部烧透，提高钢锭的组织的均匀性，在锻造变形之后，重新进行加热，提高钢锭的塑性，以便钢锭进行轧环，轧环之后进行正火，钢锭的结晶晶粒细化，从而钢锭的韧性，降低钢锭开裂的倾向，对切分好的锻件重新加热，保证锻件有良好的可塑性，并且具有较强的刚性，避免在后续展宽过程中出现锻件变形的情况。 [0045]2.严格控制每步的锻造比，保证锻件整体的锻造比大于6，在避免出现裂痕的前提下，最大程度地粉碎粗晶组织，以获得较好的组织并细化钢锭内部缺陷。 [0046]3.在切分环锻件件得到圆弧锻件之后，将圆弧锻件放置下模的两个挡板之间，之后上模朝向下模运动，上砧的底部圆弧面压紧圆弧锻件，完成该次展宽，重复多次将整个圆弧压遍及得到所需的圆弧锻件，随后圆弧锻件转运至客户现场焊接组装，即可形成大型环件。 附图说明 [0047]图1是用于大直径环锻件分段成形的工艺的步骤示意图。 [0048]图2是步骤S2中的温度曲线示意图。 [0049]图3是步骤S4中的温度曲线示意图。 [0050]图4是步骤S6中的温度曲线示意图。 [0051]图5是步骤S9中的温度曲线示意图。 [0052]图6是上模的结构示意图。 [0053]图7是下模的正视结构示意图。 [0054]图8是下模的侧视结构示意图。 [0055]图9是金相检测示意图。 [0056]图中，1、上模；11、上砧；12、上砧座；13、上平板；2、下模；21、挡板。 具体实施方式 [0057]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。 [0058]实施例： [0059]一种用于大直径环锻件分段成形的工艺，如图1所示，包括以下步骤： [0060]步骤S1，下料，准备钢锭，本实施例中选用的钢锭重量为36T。切除钢锭的冒口和水口，其中钢锭的冒口端切除量大于9％，钢锭的水口端切除量大于4％。 [0061]步骤S2，钢锭加热，如图2所示，包括两个加热阶段： [0062]第一加热阶段：钢锭以≤300℃入炉，之后钢锭加热到850±50℃，并且保温350℃，保温时间误差为+100/0min。为了保证钢锭内部充分烧透，可以根据锻件的实际延长保温时候，以保证锻件内部受热，但是不能减少保温时间。 [0063]第二加热阶段：钢锭加热到1250±10℃，钢锭在保温时间为650min，保温时间误差为+200/0min。使钢锭内部烧透，提高钢锭塑性，为之后锻件的锻造变形打下基础。 [0064]步骤S3，钢锭出坯，包括以下工序： [0065]使用压机的规格为7000T。 [0066]工序1：钢锭倒棱，之后镦粗，镦粗至H＝1500mm，钢锭的锻造比控制在1.8。 [0067]工序2：钢锭拔长，至1250×1250mm，之后钢锭倒八方，钢锭的锻造比控制在1.6。 [0068]工序3：钢锭旋压、镦粗至H＝865，滚圆，钢锭的锻造比控制在2.8。 [0069]工序4：钢锭冲孔，钢锭的内部冲孔Φ700，平整端面。 [0070]工序5：钢锭加工，最终得到钢锭的尺寸为Φ2435mm(+20/-20)×Φ700mm(+20/-20)×865mm(+20/-20)。 [0071]在钢锭出坯的过程中，保证钢锭的锻造比大于6，以获得较好的组织并细化，解决钢锭内部缺陷保证后续探伤合格。 [0072]步骤S4，钢锭回炉加热，如图3所示： [0073]钢锭的保温时间为170min，保温时间误差为+85/0min。 [0074]步骤S5，钢锭轧环： [0075]使用10m环机轧环，钢锭轧环尺寸至Φ9050mm(+10/-10)×Φ7970mm(+10/-10)×245mm(+20/-10)。 [0076]步骤S6，步骤S6，钢锭正火，如图4所示： [0077]钢锭以≤150℃入炉，钢锭加热到910±15℃保温，之后钢锭空冷到室温。 [0078]步骤S7，见光探伤： [0079]钢锭锻件表面见光，探伤。 [0080]步骤S8，钢锭切分： [0081]本实施例，将钢锭按图纸要求，三等分切开，形成三段1/3圆弧。 [0082]步骤S9，圆弧锻件加热，如图5所示： [0083]圆弧锻件以≤300℃入炉，将圆弧锻件加热到880±15℃保温，保温时间为150min，保温时间误差为+75/0min。圆弧锻件具有良好的可塑性，并且具有较强的刚性，避免在后续展宽过程中出现锻件变形的情况。 [0084]步骤S10，将圆弧锻件展宽： [0085]圆弧锻件采用展宽砧具进行展宽。 [0086]展宽砧具，如图6和图7所示，展宽砧具包括相互配合的上模1和下模2。 [0087]具体的，如图6所示，上模1包括上砧11、上砧座12和上平板13，上平板13安装在压机上，上砧座12通过夹紧挂板连接在上平板13的底面，上砧11通过燕尾及楔铁连接在上砧座12的底部，上砧11的底面加工有圆弧面，圆弧面的直径与大型环件成形时的内径相同。 [0088]具体的，如图7和图8所示，下模2上竖直设置有一对挡板21，从而在挡板21之间用于容纳圆弧锻件的凹腔，挡板21的高度与圆弧锻件的壁厚相同，两个挡板21的间距大于圆弧锻件的高度。 [0089]在进行展宽的过程，先将下模2点焊在旋转台上，将锯好的1/3圆环锻件放置在下模2上，使用上砧11向下压工件进行展宽，当上模1圆弧与挡板21圆弧接触时即可完成该次展宽，重复多次将整个圆弧压遍及得到所需的圆弧锻件。 [0090]最后重复上述过程，得到若干圆弧锻件，随后圆弧锻件转运至客户现场焊接组装，形成直径16m的大型环件，以便快速完成了大型环件的生产，分段后便于运输，大大节约了运输费用。 [0091]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 [0092]锻件综合力学性能测试： [0093]工作人员对不同批次的圆弧锻件中随机选取2个试样进行综合力学试验，详细检测结果见表1。 [0094] [0095] [0096]表1 [0097]锻件金相检测： [0098]对选取试样进行金相检测实验： [0099]检测规格：X1000，10μm [0100]检测结果： [0101]样品：如图9所示，晶粒度为6.5～7级，晶粒组织均匀。 [0102]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。