大型鍛件的鍛造工藝

       大型鍛件一般應用在大型機械的關鍵部位，由于工作環境惡劣，受力復雜多變，因此，在生產過程中對大型鍛件的質量要求很高。大鍛件由鋼錠直接鍛造成形，生產大型鍛件時，即使采用先進的冶金技術，鋼錠內部也不可避免存在微裂紋、疏松、縮孔、偏析等缺陷，嚴重影響鍛件的質量，為了消除這些缺陷，提高鍛件質量，就必須改進鍛造工藝，選用合理的鍛造工藝參數。接下來我們就來說三種大型鍛件的鍛造工藝。

       一、 鐓粗工藝

       在大型鍛件的自由鍛生產中，鐓粗是一個非常主要的變形工序。鐓粗工藝參數的合理選擇，對大鍛件的質量起著決定性的作用。反復的鐓拔不但可以提高坯料的鍛造比，同時也可以破碎合金鋼中的碳化物，達到均勻分布的目的；還可以提高鍛件的橫向力學性能，減小力學性能的異向性。

       大型餅類鍛件和寬板鍛件都是以鐓粗為主要變形，且鐓粗的變形量很大，但是目前該類鍛件的超聲波探傷廢品率很高，主要因為內部出現了橫向內裂層缺陷，然而現行的工藝理論對此不能解釋。為此，從90年代開始，中國學者經過長時間的認真研究，從主變形區以及被動變形區理論出發，對鐓粗理論進行深入研究。提出了平板鐓粗時剛塑性力學模型的拉應力理論以及靜水應力力學模型的切應力理論，與此同時還進行了大量的定性物理模擬實驗，并利用廣義滑移線法和力學分塊法來求解分析工件內部的應力狀態，大量數據證明了該理論的合理性和正確性，揭示了利用普通平板鐓粗圓柱體時其內部應力的分布規律，進而提出了錐形板鐓粗新工藝，建立了方柱體鐓粗的剛塑性力學模型。

       二、拔長工藝

       拔長是大型軸類鍛件鍛造過程中必須的一道工序，也是影響鍛件質量的主要工序，通過拔長工序使坯料截面積減小，長度增加，同時也起到打碎粗晶、鍛合內部疏松與孔洞、細化鑄態組織等作用，從而獲得均質致密的高質量鍛件。在研究平砧拔長工藝的同時，人們逐步開始認識到大鍛件內部的應力、應變狀態對鍛合內部缺陷的重要性，從普通的上下平砧拔長，發展到上平砧下 V 型砧拔長以及上下 V 型砧拔長，再到后來通過改變拔長砧形和工藝條件，又提出了WHF鍛造法、KD鍛造法、FM鍛造法、JTS鍛造法、FML鍛造法、TER 鍛造法、SUF鍛造法以及新FM鍛造法，這些方法都己經應用于大鍛件生產，并且取得較好的效果。

       三、 胎模鍛造工藝        

       胎模鍛造就是直接用坯料或者先經過自由鍛把坯料預鍛成胎鍛所需的形狀與尺寸，而后在自由鍛設備上利用胎模進行終鍛成形的鍛造方法，胎模鍛除了需要上下平砧及通用鍛造工具外，還需要專用的胎模。胎模不固定在鍛造設備上，當使用時就放在設備的下平砧上，不用時就卸下來，使用方便，不需要安裝、大大節省了試模的時間，工藝操作靈活多樣；由于金屬變形始終在模膛內完成，鍛件形狀及尺寸主要有胎模保證，所以可以獲得形狀復雜以及尺寸要求準確的鍛件，而且所需加熱的火次及變形工序也減少，因此不但提高了金屬材料利用率，而且減少機械加工工時，大大提高勞動生產率。從鍛件質量方面來說，在成型過程時由于模具的作用，金屬變形受到限制，鍛造出來的鍛件組織致密，鍛件質量相對較好，表面質量也較好，機加工余量也很小，材料的利用率大大提高，生產效率也比較高，而且能夠鍛造形狀較復雜的鍛件；而且還可以在小型設備上生產大型鍛件，還可以做到局部成型，基于以上優點，胎模鍛造已經受到很多廠家的重視和青睞。

       大型鍛件鍛造不僅要滿足所需零件形狀和尺寸，而且重要的是破碎鑄態組織、細化晶粒、均勻組織、鍛合縮孔、氣孔和縮松等缺陷，提高鍛件內部質量。鋼錠尺寸愈大，鋼錠中的缺陷也愈嚴重，鍛造改善缺陷愈困難，進而增加了鍛造難度。在鍛造過程中，鐓粗和拔長是基本的工序，也是不可缺少的工序，對于具有特殊外形的鍛件來說，胎模鍛造也較為常用。