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锻造锻件时为什么会出现折叠现象?

发布时间:2020/03/25 点击数:1272

       锻件毛坯选择不合理所导致的折叠,在模锻件工艺设计过程中,受到毛坯选择不合理等因索的影响,坯料在型腔内常会发生回流或是对流现象,进而产生较为明显的折叠。常规法兰盘的制作成型过程。随着冲头直径与毛坯直径。之间比值的逐渐加大,折叠现象的发生率也会逐步降低,相反,则折叠现象的发生率会偏高。


       模具型腔尺寸比例值的增加,也就是型腔的逐步加深、变窄,能够大大降低折叠的发生率,相反,则折叠现象的发生率会偏高。随着冲头边缘圆角半径的逐渐加大,折叠的发生率会有所降低,相反,则折叠现象的发生率会偏高。然而,半径仅会影响高径较大的坯料,但其对于高径较小冲头的影响较小。


       锻件多次装拆模具所产生的折叠,一般情况下,模具的使用温度为25℃。在多火次生产过程中,锻件火次之间的修理温度为室温。而在下一火次生产之前,则需要对模具进行再装、升温、拆卸等处理,上一火次与这一火次处理后的模具对击中心通常不会完全重合。上模腔中的锻件凸台无法完全进入上模型腔,这就会导致对击偏离的一侧发生折叠现象。这种折叠现象的发生与锻件变形所导致的折叠较为相似,但两者的产生原因则完全不同,其主要处理方法为最大限度地减少模锻火次,以实现工艺技术水平的提高。


轴锻件


       锻件变形所导致的折叠,上模块中存在不连续、凸台形状的锻件,经过多火次模锻处理后,受到操作过程中摔打以及冲孔切边等因素的影响,模锻件通常会发生不同程度的变形现象。在下个火模锻中,随着上一火锤击中心与这一火次相同,但是,已成型的凸台无法全部置入上模型腔中,而模锻件的某一边缘凸台处就会产生折叠现象,且处理措施越多,折叠的发生率越高,程度越严重。所以,在模锻件工艺过程中,应最大限度地减少火次,尽可能做到一火成型。


       锻件中,有较大部分是轴类锻件,其成形模具是摔模,由上下两部分构成,锻造中锻件绕着轴线旋转,没有飞边,例如卡摔模和调直摔模。摔模成形特点是通过模具侧面压力来制约金属横向流动,使金属顺着轴线延长,和自由锻成形比起来,拔长率提高20%~40%。同时,内拔长时应力情况也能防止内部出现纵向裂纹。在生产中发现,台阶轴锻件使用一般摔模锻造时,往往在台阶部位发生折叠缺陷。


       折叠缺陷问题下面是半轴锻件工艺,以此说明利用成形台阶轴过程中出现缺陷,和模具改进后的解决。半轴成形步骤是:压肩直径是130mm;拔长两端到直径130mm,自由锻成形;一端压肩直径118mm;拔长一端到直径115mm,自由锻成形;压肩直径108mm;拔长另一端到直径105mm,自由锻成形;修整和调直成形,调直摔模。利用摔模时,在步骤1.3.5.7,都容易发生折叠缺陷,尤以调直摔模这一步最为严重。

锻件

       问题分析现在以调直摔模这一步为例,分析缺陷原因和工序改进。摔模型腔不同部位产生台阶,其高度结合直径差来确定,这就使锻打过程中台阶不为金属发生剧烈变形和流动不畅。上、下模块在合拢时,型腔上为避免应力出现集中与使流动平滑而设置圆角在接触台阶部位产生一个台阶缝隙,进一步对金属流动造成影响。这样,在台阶部位除了大多数金属按工装流动产生台阶外,剩下的金属因为直径变化引起流动不畅,有一部分流到上、下模块的缝隙中,形成像模锻时的“飞边”。在锻件旋转锻造时,这部分剩下的金属因为厚度薄在锻造时被弯曲而贴在锻件表面,进一步锻打时会卡在锻件内,形成折叠。


       普通摔模时折叠缺陷的原因包括两个:一个是型腔上因为直径不同的台阶;二是型腔的圆角。针对这两个因素进行分析:1.型腔的圆角无法取消;2.折叠开始出现在模块交界处,说明接近其接触部位台阶是造成折叠的主因。


       问题的解决对工装进行修改,从根源上解决轴类锻件的折叠问题。在摔模的台阶处,在小直径型圆弧切向设置两条切线和大直径型圆角相切。这样部分消除存在于模块接触部位台阶,减慢形状上改变。当模块合拢时在圆角处产生一个容纳剩下金属的空腔,不是原来的台阶缝隙。锻打时剩下金属分流到这个部位时,不产生飞边,而产生一个棱形块,在锻件旋转锻造时,这部分剩下金属因为是棱形由于其厚度后所以不是先弯曲再折叠,而是经过锻粗和锻平然后融进锻件内部,成为一个整体,不会发生折叠缺陷。



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