回转窑轮带为厚壁环形结构,壁厚大、截面厚重,锻造过程容易出现内壁锻压不足、金属流线断裂等问题。轮带长期承受周期性接触挤压,一旦金属纤维被横向切断,应力会集中在断裂位置,大幅缩短锻件使用周期。环形锻件成型工艺的核心,就是通过合理锻压工序,压实坯料心部组织,打造沿圆周连续不间断的金属流线。
坯料下料需要预留充足加工余量,兼顾锻造变形量与后续车削加工需求。钢锭入炉加热全程监控炉温,控制加热时长,减少锻件表层氧化与脱碳。如果轮带外圆出现脱碳层,表层硬度会大幅下降,在和托轮长期碾压过程中容易出现磨损剥落。分段升温能够缩小厚大坯料表里温度差,保证整体变形抗力均匀。山西中重重工使用闭环温控加热炉稳定管控升温曲线,有效降低厚壁轮带毛坯加热阶段的缺陷概率。

轮带锻造工序分为镦粗、冲孔、芯轴扩孔、整形四个步骤。初次镦粗压缩钢锭高度,压实铸锭内部缩孔与疏松,破碎树枝状铸态晶粒;冲孔加工预留中心通孔毛坯;再借助芯轴进行多次扩孔作业,使金属沿环向逐步延展,理顺圆周方向的纤维走向;最后修整端面与外圆,矫正毛坯外形,减少后续机加工对金属流线的破坏。锻造作业采用多道次小压下量变形模式,单次变形幅度不宜过大,防止环形毛坯壁厚不均匀、内壁产生撕裂。

锻造比值需要匹配锻件壁厚,确保厚壁区域也能获得足够塑性变形,避免保留疏松的铸态组织。锻件完成锻造后不可露天空冷,需要入炉缓冷,逐步释放残余锻造应力。锻后预备热处理选用正火加去应力退火,消除锻造带来的组织不均匀问题,稳定金相基体,降低后续切削加工的变形量。

粗加工完成后再进行调质热处理,合理控制淬火冷却速度,缩小轮带外壁与内壁的性能差距。全部工序结束后,除了内部无损探伤,还要检测晶粒度等级,确认晶粒细化程度达标。只有保持圆周金属纤维完整连续,轮带才能抵御长期循环接触荷载。山西中重重工持续优化厚壁环形锻件扩孔工艺,严格执行锻件技术条件,批量产出组织均匀、流线完整的回转窑轮带锻件。