大型鍛件的拔長工藝
拔長是大型軸類鍛件鍛造過程中必須的一道工序,也是影響鍛件質量的主要工序,通過拔長工序使坯料截面積減小,長度增加,同時也起到打碎粗晶、鍛合內部疏松與孔洞、細化鑄態(tài)組織等作用,從而獲得均質致密的高質量鍛件。
在研究平砧拔長工藝的同時,人們逐步開始認識到大鍛件內部的應力、應變狀態(tài)對鍛合內部缺陷的重要性,從普通的上下平砧拔長,發(fā)展到上平砧下V型砧拔長以及上下V型砧拔長,再到后來通過改變拔長砧形和工藝條件,又提出了WHF鍛造法、KD鍛造法、FM鍛造法、JTS鍛造法、FML鍛造法、TER 鍛造法、SUF鍛造法以及新FM鍛造法,這些方法都己經應用于大鍛件生產,并且取得較好的效果。
1.WHF鍛造法是一種寬平砧強力壓下的鍛造方法,其鍛造原理是利用上、下寬平砧,并且采用大的壓下率,鍛造時的心部大變形有利于消除鋼錠內部缺陷,廣泛應用于大型水壓機鍛造中。
2.KD鍛造法是在WHF 鍛造方法基礎上研發(fā)出來的,其原理是利用鋼錠在長時間的高溫條件下有足夠的塑性,能在有限的設備上,用寬砧大壓下率進行鍛造,采用上、下V型寬砧鍛造有利于鍛件表面金屬塑性的提高,增加心部的三向壓應力狀態(tài),進而有效地鍛合鋼錠內部缺陷。
3.FM鍛造法是利用上平砧,下平臺鍛造時的非對稱變形,以及下平臺對鍛件變形的摩擦阻力作用,使鍛件從上到下逐漸變形,以便使拉應力轉移到坯料與平臺的接觸面上,中心部位的靜水壓應力得到了增加,進而改善了變形體內的應力狀態(tài)。
4.JTS 鍛造法是鍛前將鋼錠加熱到高溫,然后使表面快速冷卻,鋼錠表面進而就形成一層硬殼,心部仍然處于高溫狀態(tài),這層硬殼對坯料的變形起到固定作用,使變形主要集中在鍛件的中心部位,從而增加了心部的壓實效果,提高了鍛件的合格率。
5.FML鍛造法是在FM法的基礎上降低壓力機負荷的一種鍛造法,其上砧的寬度要比坯料窄,長度方向與坯料軸向方向保持一致,下面的輔助工具仍然是大的平臺,再鍛造過程中壓下量和鍛造比都比較小,是在保證有效地鍛合坯料內部孔洞、疏松缺陷的前提下來降低壓機的載荷。
6.TER鍛造法鍛造拔長時使用寬平砧在一個方向進行拔長,并采用錯砧工藝進行多次強壓拔長,使坯料的大變形產生在一個方向上,有效地鍛合內部的孔洞型缺陷。運用該方法鍛造時,所需壓力較小,并且鍛造成形的周期較短,進而提高了勞動生產率,降低了生產成本,增加了經濟效益。
7.SUF鍛造法是通過對砧寬比的控制,鍛造時充分減小鋼錠的高度,后將斷面鍛成矩形的一種鍛造方法,是一種用寬平砧壓扁的鍛造法,利用寬平砧壓扁,進而增大了鋼錠軸心附近金屬塑性流動范圍的寬度,更有利于鍛合坯料心部缺陷。
8.新FM鍛造法是根據大型鍛件心部的橫向應力與料寬比的關系,在FM鍛造法的基礎上增加了對料寬比的控制,進而來減小心部的橫向拉應力,應用新FM鍛造法原理進行大型鍛件生產時,取得了顯著的經濟效益。