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锻件折叠缺陷、产天原因及预控方法

所属分类:行业新闻    发布时间: 2020-06-30    作者:张家口锻件
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模锻件有不少封锁的断面,两肋间间隔短,肋较薄,两肋间距和腹板问厚度大,并且不少部位表面长短加工成的。由于模锻件肋薄良多,在出产中常常在薄肋和腹板相交处、肋和缘条连接处产生折叠题目。模锻件上折叠破坏其连续性,因为它使断面部门变弱,或在使用时泛起应力集中而发生疲惫裂纹,很大程度上减小锻件承载能力,而肋一般都用来给予刚性或为别的零件提供安装或者链接面,所以要防止折叠缺陷。


锻件折叠缺陷、产天原因及预控方法

1铝合金模锻件折叠缺陷部位和原因分析


1.1模锻件折叠部位由锻件结构与形状能够看出,在出产中折叠大多发生在锻件腹板和筋、筋和缘条部位。


1.2折叠缺陷的原因①毛料设计,设计不公道,造成金属分配存在差异性。锻件工艺选择直径是180mm×420mm长棒材,按照二次多方段进行打方,直到120mm×180mm×480mm,然后对其中间局部进行拔长,再在50水压机上终压成型。由其形状可知,其上下筋对称,固然毛料形状与锻件形状接近,如图1所示。


但是通过图1可知锻件毛料上部与底部金属不平均,底部金属分布较大,高度不够,锻件是上下对称的,在模压时,上部筋布满着型腔,下部金属没有布满,跟着变形在型腔中圆角上部就产生一个空穴,..在此处金属与下部汇合充填,产生折叠。②从腹板和筋连接部位圆角半径分析,因为该圆角半径小,在模锻中,两筋布满后,上下模不断靠拢,表面金属顺着阻力较小方向穿过,流进毛边槽,并带动表面金属外流,使筋与腹板叠在一起,产生折叠。③从金属流向考虑模压时,金属填充型腔中,不是贴着圆角壁流人,离开圆角,使金属先和相对侧壁接触,再与底部接触,向圆角处泛起金属倒流,这使正流与倒流金属表面发生重合,进而形成折叠。④上一次模压完时修伤没有彻底,没有快速把折叠修干净而使其进入下一次模压,使锻件内部与外部都有折叠。


1.3解决折叠缺陷方法①把锻件毛料改成选择直径是170mm×280mm长棒材,在拔长模长进行拔长,拔成头端是直径(170×80+10)mm,尾部压扁到70+5i"~11TI厚。选择新改进毛料来模压,可看到其上下金属平均,在模压过程中金属变形比较平均,在棒子拔长部位圆角将圆滑过渡,在模压时使和分模垂直方向上活动阻力较小,不能在型腔中圆角上部产生空穴,让金属平均布满型腔。②增加筋和腹板上圆角与模具上凸圆角半径,使金属模压时平均布满型腔,活动阻力减小,多余金属将沿模腔形状流人毛边槽。③经由改进工艺的锻件表面不存在折叠,流线沿着锻件分布,符合图纸和验收尺度。


2轴类锻件的折叠缺陷


在锻件中,有较大部门是轴类锻件,其成形模具是摔模,由上下两部门构成,铸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活动,使金属顺着轴线延长,和自由锻成形比起来,拔长率进步~1120%~40%。同时,内拔长时应力情况也能防止内部泛起纵向裂纹。在出产中发现,台阶轴锻件使用一般摔模铸造时,往往在台阶部位发生折叠缺陷。


2.1折叠缺陷题目下面是半轴锻件工艺,以此说明利用成形台阶轴过程中泛起缺陷,和模具改进后的解决。半轴成形步骤是:①压肩直径是130mm;②拔长两端到直径130mm,自由锻成形;③一端压肩直径118mm;④拔长一端到直径115mm,自由锻成形;⑤压肩直径108mm;⑥拔长另一端到直径105mm,自由锻成形;⑦修整和调直成形,调直摔模。利用摔模时,在步骤①、③、⑤、⑦,都轻易发生折叠缺陷,尤以调直摔模这一步.为严峻。


2.2题目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活动不畅。上、下模块在合拢时,型腔上为避免应力泛起集中与使活动平滑而设置圆角在接触台阶部位产生一个台阶缝隙,进一步对金属活动造成影响。这样,在台阶部位除了大多数金属按工装活动产生台阶外,剩下的金属由于直径变化引起活动不畅,有一部门流到上、下模块的缝隙中,形成像模锻时的“飞边”。在锻件旋转铸造时,这部门剩下的金属由于厚度薄在铸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。所(下转第1O5页)(上接第1o3页)以,普通摔模时折叠缺陷的原因包括两个:一个是型腔上由于直径不同的台阶;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折叠开始泛起在模块接壤处,说明接近其接触部位台阶是造成折叠的主因。


2.3题目的解决对工装进行修改,从根源上解决轴类锻件的折叠题目。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。这样部门消除存在于模块接触部位台阶,减慢外形上改变。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,在锻件旋转铸造时,这部门剩下金属由于是棱形因为其厚度后所以不是先弯曲再折叠,而是经由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。


3弯曲锻件的折叠缺陷弯曲锻件是常用的结构锻件,主要有连杆、曲轴和管接头等,这类锻件的多数缺陷是弯角转接部位的折叠,锻件流线要顺着零件方向分布时,这类折叠被锻件外形所制约,特别是弯曲角低于110。时,折叠难以避免。


3.1零件外形与缺陷位置锻件材料为不锈钢,使用设备是摩擦压力机,工艺是弯曲制坯和开式模锻和冷校正。缺陷位置与深度有这种特征:位置是弯曲转角和平台相接处。缺陷打磨以后深度是1-2mm,经由剖开后检查,确定缺陷性质是折叠。


3.2缺陷产生原因该缺陷产生主要由于模锻成型时,已弯曲棒料弯曲端用料少,变形区处圆台用料多,所以在模锻时,弯曲端材料向着.大用料圆台处汇集,圆台处金属部门填到型腔,部门朝型腔外部流,与弯曲端活动来充型材料汇流,这时弯曲棒料若有褶皱等题目,会增加材料活动的差异性,因此发生折叠。


3.3解决缺陷措施对缺陷发生原因,要采取这种措施来解决,弯曲工序是引起折叠枢纽一步,由实验可知,在温度与打击力度合适时,该种材料弯曲后,弯曲角超过120。,弯曲半径超过8mm时,坯料一般不泛起褶皱。综合分析该锻件放置与用料,把弯曲角由110。改为115。,弯曲的内半径由5mm改成10mm,从而降低弯曲褶皱发生可能性,消除褶皱发展成折叠隐患。还有,弯曲模具设计时,弯曲槽设计很重要。棒材弯曲以后,变形区会泛起椭圆状变形,应留意折弯后截面是否发生凹陷,假如有,要及时调整弯曲槽设计,加大倾斜角尺寸,从135。加到150。