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一料多鍛模鍛法如何應用

文章來源:sjzwx 更新時間:2015-06-08 09:37:22

    (1)一模多鍛一模多鍛可提高鍛模的使用功能與經濟性及鍛造效率,但也會增大鍛模尺寸和設備噸位,當鍛模尺寸和設備噸位不足時,則極易導致成形難和鍛造效率低等。調速錘為單件重量<0.2kg的小型模鍛件(見圖1),零件采用合金鋼12CrNi3A~高溫合金GH4080A兩種材料,其模鍛成形方式具有明顯差異。12CrNi3A鋼模鍛成形的約束條件少,模鍛工藝性較好,適宜一模多鍛、調頭模鍛、連續多鍛和多件合鍛等。在一模多鍛時,可實現一料兩鍛或料三鍛;或在調頭模鍛后再一模多鍛時,可實現一料四鍛或一料六鍛。高溫合金GH4080A模鍛成形的約束條件極多,如塑性低、變形抗力大、粘附力大、對加熱速率敏感性強、鍛造溫度范圍窄、始終鍛溫度要求嚴格、導熱率低、對應變速率和應力狀態敏感性強、冷作硬化傾向明顯、再結晶溫度高且速度慢、臨界變形程度范圍寬及在加熱和模鍛時不發生同素異構轉變等不利因素,模鍛工藝性極差,不適宜一模多鍛、調頭模鍛、連續多鍛、復合模鍛和多件合鍛等,只適宜一料一鍛。

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    (2)連續多鍛指在同一套鍛模上將一件坯料分段模鍛≥1件鍛件以后再用切斷模膛將該鍛件從坯料上切斷分離,依次再鍛造和再切斷分離以獲得≥3件鍛件的一種模鍛成形方法。連續多鍛可充分有效利用鉗夾頭以節約原材料,但最后成形的鍛件溫度較低和不易切斷,又會影響鍛件質量、鍛造效率和鍛模使用壽命。銷軸鍛件(見圖2)連續多鍛的工作過程為:拔長一滾擠一終鍛一切斷一拔長一滾擠一終鍛一切斷一拔長一滾擠一終鍛,即先將坯料的第1段依次拔長、滾擠和終鍛,然后將成形的第1件鍛件在切斷模膛上切斷;然后再將坯料的第2段依次拔長、滾擠和終鍛,然后將成形的第2件鍛件在切斷模膛上切斷;最后再將剩余坯料的第3段依次拔長、滾擠和終鍛。銷軸連續多鍛可實現一料三鍛,可最大限度地減小鉗夾頭體積。

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    (3)調頭模鍛指在同一套鍛模上將一件坯料先模鍛成形≥1件鍛件(或先成形坯料一部分)以后再將鍛件前后調頭模鍛再成形≥1件為另一鍛件(或后成形坯料另一部分)以獲得≥2(或≥1)件(種)鍛件的一種模鍛成形方法。調頭模鍛可充分有效利用鉗夾頭以節約原材料,鍛造效率較高,但鍛件坯料在調頭后的溫度低,對鍛模使用壽命和鍛件質量有一定的影響。連接頭鍛件(見圖3)調頭模鍛的工作過程為:拔長一終鍛一調頭終鍛,即先將坯料中間部分拔長后再將坯料的一半終鍛成形為1件鍛件,然后再用鉗子夾住鍛件前后調頭將坯料的另一半終鍛成形為另一件鍛件,以實現一料兩鍛。連接頭調頭模鍛可達到小無鉗夾頭、鍛造效率高、鍛模使用壽命高及鍛件質量一致性好等效果。

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    (4)復合模鍛指將一件坯料在一套鍛模上一次性復合模鍛成形后以獲得≥2件(種)不同形狀、尺寸及性能鍛件的一種模鍛成形方法。復合模鍛可最大限度地提高鍛件材料利用率,具有“投入最小化、回收利用最大化、資源能源使用率最大化和對環境改變最小化”的特點。但大鍛件與小鍛件復合模鍛成形的形狀和尺寸較難匹配。齒輪復合模鍛成形(見圖4)的過程為:將坯料1復合模鍛為大齒輪鍛件2、小齒輪鍛件4和螺母墊片鍛件5。齒輪復合模鍛實現了一料三鍛,從輸入到輸出符合循環經濟“減量化、再利用和再循環”的3R操作原則,可降低原材料消耗12%。

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    (5)廢料再鍛指在模鍛≥1件鍛件以后再利用該鍛件的沖孔連皮或鉗夾頭等l件廢料再模鍛以再獲得≥1件(種)不同形狀和尺寸小鍛件的一種模鍛成形方法。廢料再鍛可最大限度地提高齒輪鍛件材料利用率,具有更精、更凈、更省的特點。但再鍛廢料較難與新鍛件的材料牌號、形狀與尺寸或體積等相匹配。齒輪廢料再鍛(見圖5)過程為:先將坯料1模鍛成形為齒輪鍛件3和大齒輪沖孔連皮2,再利用沖孔連皮2廢料模鍛成形為止推墊鍛件6,最后將止推墊鍛件6的沖孔連皮5再沖切或機加為螺母墊片8。齒輪廢料再鍛實現了一料三鍛和大齒輪沖孔連皮廢料的循環再利用,可降低原材料消耗12%。

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    (6)多件合鍛指用1件坯料將≥2件(種)鍛件合為一體模鍛后再通過鍛切、鋸切或線切割等方法切斷分離的一種模鍛成形方法。多件合鍛可減少鍛件和鍛模品種,不同鍛件具有相同的材料牌號和批次,以及相同或相近的力學性能。但所獲得的每一種鍛件在鍛造與機加工后的總合格品率不相同時,每一種鍛件的最終數量難以做到一一對應,還可能會增大鍛模尺寸,增大模鍛設備噸位以及影響模鍛效率。396柴油機連桿鍛件為連桿和連桿蓋兩件一體合鍛成形(見圖6),采用順序成形模鍛法和反變形模鍛法原理優化鍛模設計,有效改善了模鍛工藝性,減少了鍛造工序數量,降低了鍛造能耗,確保了鍛件力學性能和質量一致性好,實現了省力和省時成形(在相對打擊能量較小的3t模鍛錘上的模鍛成形效果超過了在5t模鍛錘上的模鍛成形效果)。

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