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张家口大型管模锻件成型工艺研究

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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管模是用于出产离心球墨铸铁管道装置的大型精密模具,属铸管行业主要消耗性备件,市场需求量巨大。管模按出产方式区分主要有整体铸造管模和热模法离心锻造管模。大型整体铸造管模对设备工装、制造工艺及产品质量要求极其严格,锻件制造难度极大。本文主要讨论在缺少大型管模锻件相关研制经验及专用冶金工装的情况下,如何采用现有短芯棒多火次分段成型的工艺方案,解决因制造专用冶金工装周期长从而影响产品交货期的题目。用错砧点扩的技术立异方法有效解决了拔长过程坯料“抱死”芯棒的题目。通过优化芯棒拔长工艺**锻件顺利成型及产品质量。

张家口大型管模锻件成型工艺研究

1锻件主要技术要求此管模系典型的特大规格薄壁长套类锻件,形状复杂,长度达9in,承口端外径2in,而壁厚仅175mm(图1)。锻件材质为21CrMol0热作模具钢,cr含量达到2.3%~2.6%。超声检测按照JB/T5000.15—1998尺度Ⅲ级执行。金相组织按相关国标严格要求:一般松散、锭型偏析不大于3级;脆性、塑性夹杂物不大于1.5级;带状组织不大于2.0级;魏氏组织不大于1级;晶粒度不小于5级;正火组织不大于2级。


2铸造工艺技术分析长套类锻件铸造工艺流程:冶炼一铸锭一钢锭压钳口、倒棱一热割肩、切锭尾一镦粗、拔长下料一冲孔一马杠扩孔一预拔长制坯一芯棒拔长一出成品。


传统铸造方法成型时一般采用长度大于锻件总长的芯棒执行拔长工序。因为缺少长度大于9in的(2)1400mm专用大规格芯棒,而专门制造此工装又工期太长,严峻影响交货期,为此,大胆勇敢立异铸造工艺,策划使用现有总长5131的1400mm短芯棒执行拔长工序。


现有短芯棒没有中央过水冷却孔且斜度小,拔长过程中芯棒长时间受热膨胀,且芯棒受压后产生变形,极易与坯料“抱死”不动,使芯棒无法进退不能完成后续拔长工序。当坯料长度超过5i11时,拔长时芯棒在坯料中的进退及砧子的压料位置难以精准控制,轻易压空。


因为锻件外型复杂、规格巨大,需采用大铸造量芯棒拔长工序,以进步拔长效率。若成型过程产生坯料弯曲变形,则芯棒很难再次进入坯料,修整工序将很难继承进行。锻件同轴度及内外表面质量对后期加工过程的影响也较大。另外,拔长过程中随坯料壁厚减薄温降加快,铸造温度大幅降低时易泛起表面裂纹,必需增加铸造火次。再者锻件内孔尺寸大且壁厚薄,拔长后期较难收口,管模端部轻易呈现“喇叭口”缺陷。


3工艺技术立异为了克服芯棒长度短导致的拔长操纵难题,并有效避免坯料与芯棒“抱死”不动的题目,在拔长操纵前,适当进步芯棒使用前的预热温度,以降低芯棒进入坯料后的膨胀程度。拔长过程采用分段成型的方法,即先拔长管模一端至4.5in,然后掉头拔长另外一端至..工艺尺寸。这种成形方法有效弥补了芯棒长度小于锻件总长的不足。拔长前期须使用大压下量、大角度翻转,暂不收口,以**快速拔长和芯棒顺利进退。.后阶段采用“退芯棒”方案,当泛起“抱死”现象时,用错砧点扩方法使锻件内孔与芯棒产生旷地空闲松动,沿管模圆周方向点扩一周,利用芯棒和管模内壁的微小间隙退出芯棒,见图2。管模锻件具有壁薄的特点,芯棒拔长时拔长效率远低于普通长套类锻件,预拔长制坯后必需分多火次成型。随坯料壁厚减薄,应不断减少压下量和翻转角度,以避免分歧错误称变形而产生弯曲,**锻件同轴度及表面质量。在拔长后期收口阶段,根据金属活动规律,制定芯棒端头拔梢度方案,如图3所示。沿管模端部旋转轻压,使端部金属逐渐紧贴芯棒外壁,有效消除“喇叭口”缺陷。


4出产验证制造过程中,采用多火次分段成型、.后阶段“退芯棒”拔长、错砧点扩、芯棒端头拔梢度等工艺技术,有效确保了锻件成型质量。两件管模经形状尺寸、超声检测及机能检修,均知足用户技术协议要求。


5结论(1)利用短芯棒,采用多火次分段成型方案执行薄壁长套类管模锻件拔长工序,具有工艺技术可行性。(2)进步芯棒预热温度、采用错砧点扩和拔长阶段大铸造量等工艺方法能有效解决铸造过程中芯棒与坯料“抱死”不动的题目。