大型鍛件鍛造技術—寬平砧法

文章來源：sjzwx 更新時間：2014-01-11 09:23:51

 判斷鍛造效果好壞有兩條基準，一是鍛坯內部的等效應變，二是靜水壓應力。在上兩條基準之中，等效應變在變形排陣中rD=Y現偏集，因Ifu是與rA]合內部空隙及細化組織有著密切關系的因素，而靜水壓應力則對內部空隙壓合給予影響的因素。因此本文中應用小林Ill開創的剛塑性有限要素法分析了應力、應變在最基本的鍛造操作·—拔長時鍛造動態，并力求做到了鍛造效果定量化，根據得到的結果找出了有效的鍛造大型鍛件鍛造方法。把得出的鍛造方法應用于熱加工變形鋼證實了其效果。下面章節將詳細介紹上面提出的概要內容。2-1鍛造效果與相對送進愛的關系在鍛造拔長時，相對送進量W/H0和壓下量與鍛造毛坯心部等效應變的關系見圖1。心部的等效應變隨壓下量和砧寬增大而變大。單從壓下量而言，等效應變隨壓下量增大而直線型增大，而相對送進量的影響，當W/H。大于0.8時，等效應變的增大率變小。圖2示出了壓下量、相對送進量與心部軸向應力v,的關系。如果砧的寬度窄則與壓下方向相垂直的軸向應力oX為拉應力而減小0水壓應力，影響內部空隙鍛合效果。當W/Hr,大于。.8時，。二由拉應力變為壓應力。從以_f.:分析認為，使用足夠寬的砧子，相對送進量達到大于。.8時，就能得到被鍛毛壞心部有效的鍛造效果。2-2毛坯截面形狀和砧型與鑲造效果的關系毛坯截面形狀和砧型也是影響鍛造效果的重要因素之一。關于這一點以表1示出的A,B,C，及D。二”“、E，二120“不同類型為條外，按平面應變條件分析的結果示在圖3上。分析結果表明，在相同壓力條件下比較靜水壓應力，財D.,=90c型為最高，其次為Elo二i2O'型，A,B,C三種大致相等，為最低。此外，在圖中有一個引人注目的問題:A型在壓下量不是I00o的變形初期，砧面與被鍛毛坯接觸面積小時，毛壞心部的靜水壓應力為拉應力。這意味著，在A型條件下，給予輕壓下量時，0部空隙擴大，將有不利結果。另一方面，等效應變則是:平砧型A,B,C三種條件，都在較小壓下力下急劇增大s而v型條件即使施加很大壓一F力，等效應變增大幅度不大，這一傾向與v型角度有關，角度越小就越嚴重，即與a-]20“相比，6=90'更為顯著。因此，采用0=900V型砧時，在心部得不到“揉壓”鍛造效果。表2列出了在各種鍛造條件下與壓下量相應的所需壓力對照結果。這是在截面積2070mm2變形抗力」0kg/'mm2,壓下量2000,送進量1000mm條件下壓機所需壓力。令C型所需壓2一3寬平砧被浩大道徑毛坯的優點為促進內部空隙的壓縮，增大接近平面應變伏態的ETR應力和爵水壓應力是重要的’2’。因此，鍛造大直徑徽面毛坯if.t，首先考慮采用造成接近平面應變狀態的鍛造方法，在鍛造最初階段使空隙開始有效地得到壓縮、鍛合為上策。為此。使用上下寬平砧，使軸向延伸受阻是必要的手段。從鍛造效果考慮，此時相對送進量W1H。取0.8為宜。此外，在接近平面應變狀態應力條件下，不僅利于壓合內部空隙，還在較小截面收縮率下達到鍛造目的。因此，對于鍛件直徑接近鋼鍵直徑的大型鍛件的鍛造有良好效果。’這一結論還說明，可以省掉為保證鍛比而進行的嫩粗工序。此外，內部空隙的壓合條件，以靜水壓應力和等效應變乘積表示則是一定的”’，所需壓力和靜水壓效果還具有大致I對1的關系。從以上關系考慮，壓機噸位不足的情況下，鍛造拔長大型毛坯時，突出應變集中效果型鍛造法—平砧法較為適用。關于鍛造毛坯的截面形狀。從鍛造效果考慮則方形最佳，但為減小變形阻力，采用八方截面，鍛打效果上也無大差別。而毛坯為圓截面時，小變形量產生靜水壓拉應力，不宜采用。2-4實際鍛件上的應用在寬平砧法應用于實際制品以前，先用對邊尺寸為380mm的八方截面毛坯考察了寬平砧法鑲造效果。在試驗毛坯上人為地開了」Smni中心孔，孔的兩端焊接封閉。試驗結果表明，寬平砧法(W/H-0.8)分別以20%和30%壓下一個面和兩個面時，完全鍛合了中心孔。此外，兩個面都壓下20%條件下，軸向延伸率僅為],21。顯然，寬平磚法在較小截面減小量下也有充分的鍛造效果。由試驗證實了寬砧法的優點，便把此法應用于初加工重33噸、法蘭直徑為2423mm的法蘭0鍛件的鍛造。檢查結果，在中心孔壁沒有發現任何缺陷。由此，寬平砧法在實際制品制造中證實了其效果。