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开坯锻造工艺的确定与芯棒直径的选择

文章出处:江苏凤谷节能科技有限公司 www.fg-furnace.com责任编辑:江苏凤谷节能科技有限公司 www.fg-furnace.com人气:-发表时间:2017-05-16 09:05【

由第四章研究结论可知,空心钢锭开坯锻造工艺应选择拔长或扩孔。图5.3模拟结果表明,钢锭在芯轴拔长过程中,靠近外表面的为大变形区,靠近内表面的为小变形区,因此,最终凝固点的缺陷不会产生明显内移,有利于将缺陷和夹杂控制在壁厚中间,在车削加工后缺陷和夹杂不会暴露于内表面。从第四章研究结果可知,拔长对径向空洞缺陷的锻合能力不强,结合本章模拟结果,若开坯过程采用芯轴拔长,很可能不能锻合缺陷或锻合缺陷所需要的变形量较大。由于芯轴拔长是一种减小空心毛坯外径而增加轴向长度的锻造工艺,用于锻制长筒类锻件,芯轴拔长若采用较大的变形会导致H/t增大较多,H/t太大则容易导致后续反复墩拔(扩)的墩粗变形产生凹陷,降低许可压下量,不容易与反复墩拔(扩)的拔长(扩孔)工艺衔接。

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马杠扩孔是减小毛坯壁厚而增加锻件外径的工艺。从第四章研究结果可得知孔锻合壁厚中间缺陷的能力比较强,但是扩孔芯棒选择不合适会导致缺陷内移,,扩后续机加工后缺陷会暴露于内表面,导致锻件报废。开坯锻造时扩孔芯棒应该在满足不使缺陷剧烈内移的前提下尽量提高扩孔效率。为了研究不同芯棒直径对空心钢锭截面变形的影响,本文选用四组不同直径的芯棒进行扩孔模拟,空心钢锭内径为d=400mm,芯棒直径分别为120mm,200mm,280mm,360mm即芯棒直径分别为内径的30%,50%,70%,90%。

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由以上数值模拟结果可以看出,随着芯棒直径的增加,锻件截面的变形区逐渐扩大,在70%-90%之间时可以看出变形覆盖了整个截面,由于壁厚中间部位分布有空洞、疏松和微裂纹等铸态缺陷,因此该部位的充足的径向压应变变形将有助于压实钢锭疏松、锻合空洞、打碎粗晶。由图可知芯棒直径较小时内孔变形剧烈,靠近上砧处无法得到充分变形,这会导致处于壁厚中间部分的缺陷强烈内移,后续机加工后缺陷、夹杂会暴露于内孔表面,导致锻件报废,因此,增加芯棒直径有利于扩孔工艺的进行,但芯棒直径也不宜与内孔直径过于接近。芯棒直径较小时变形主要集中在靠近内孔处,芯棒直径较大时,变形分布比较均匀。对于扩孔工艺来讲,较小的芯棒直径的扩孔效率高,但是较小的芯棒由于变形时局部变形剧烈会导致最终锻件内孔有梅花状凹陷,给后续的工艺带来不便,另外从扩孔时芯棒的强度考虑,芯棒直径不应过小,芯棒直径至少大于50%d,从变形时的应变分布和扩孔效率方面综合考虑,开坯锻造时芯棒直径应控制在内径的70%左右,因此,实际生产中,是否需要更换芯棒的判断条件是保证芯棒直径约为内径的70%且不低于内径的50%。