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大型鍛件鍛造技術(shù)—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(nèi)部的等效應(yīng)變，二是靜水壓應(yīng)力。在上兩條基準之中，等效應(yīng)變在變形排陣中rD=Y現(xiàn)偏集，因Ifu是與rA]合內(nèi)部空隙及細化組織有著密切關(guān)系的因素，而靜水壓應(yīng)力則對內(nèi)部空隙壓合給予影響的因素。因此本文中應(yīng)用小林Ill開創(chuàng)的剛塑性有限要素法分析了應(yīng)力、應(yīng)變在最基本的鍛造操作·—拔長時鍛造動態(tài)，并力求做到了鍛造效果定量化，根據(jù)得到的結(jié)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(yīng)用于熱加工變形鋼證實了其效果。下面章節(jié)將詳細介紹上面提出的概要內(nèi)容。2-1鍛造效果與相對送進愛的關(guān)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(yīng)變的關(guān)系見圖1。心部的等效應(yīng)變隨壓下量和砧寬增大而變大。單從壓下量而言，等效應(yīng)變隨壓下量增大而直線型增大，而相對送進量的影響，當(dāng)W/H。大于0.8時，等效應(yīng)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(yīng)力v,的關(guān)系。如果砧的寬度窄則與壓下方向相垂直的軸向應(yīng)力oX為拉應(yīng)力而減小0水壓應(yīng)力，影響內(nèi)部空隙鍛合效果。當(dāng)W/Hr,大于。.8時，。二由拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力。從以_f.:分析認為，使用足夠?qū)挼恼枳�，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(guān)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(guān)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(yīng)變條件分析的結(jié)果示在圖3上。分析結(jié)果表明，在相同壓力條件下比較靜水壓應(yīng)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(yīng)力為拉應(yīng)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(jié)果。另一方面，等效應(yīng)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(yīng)變增大幅度不大，這一傾向與v型角度有關(guān)，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(yīng)的所需壓力對照結(jié)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(yōu)點為促進內(nèi)部空隙的壓縮，增大接近平面應(yīng)變伏態(tài)的ETR應(yīng)力和爵水壓應(yīng)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(yīng)變狀態(tài)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(yīng)變狀態(tài)應(yīng)力條件下，不僅利于壓合內(nèi)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(jié)論還說明，可以省掉為保證鍛比而進行的嫩粗工序。此外，內(nèi)部空隙的壓合條件，以靜水壓應(yīng)力和等效應(yīng)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(guān)系。從以上關(guān)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(yīng)變集中效果型鍛造法—平砧法較為適用。關(guān)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(chǎn)生靜水壓拉應(yīng)力，不宜采用。2-4實際鍛件上的應(yīng)用在寬平砧法應(yīng)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(jié)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(yōu)點，便把此法應(yīng)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(jié)果，在中心孔壁沒有發(fā)現(xiàn)任何缺陷。由此，寬平砧法在實際制品制造中證實了其效果。