大型锻件锻造拔长新工艺

随着钢铁、能源、石油化工所需锻件重量、尺寸的增大,钢锭的重量不断增加,防止或减少钢锭内部的冶金缺陷变得更加困难。另一方面由于钢锭重量尺寸的增大,水压机吨位在相对减小,锻件的质量标准又在不断提高。用传统的镦粗、拔长变形工艺来打碎钢锭内部的铸造组织、修复内部的冶金缺陷已不能满足锻件的质量要求。拔长、镦粗是大型锻件锻造中应用最广泛的两个工步,拔长与镦粗相比,由于坯料变形部分的体积小,变形量大,缺陷区域应力高;因而拔长是打碎铸造组织,修复冶金缺陷的主要工步。下面介绍一种大型锻件锻造拔长新工艺:凹面砧拔长新工艺。锻造变形过程中,由于摩擦和温度梯度的影响,在工具和锻坯接触区域的附近总是或大或小地存在一个难变形区。难变形区的大小与形状对锻件内部的变形分布和应力状态有重要的影响,因而影响着锻件的质量。拔长时,在砧子与锻坯的接触区域附近存在难变形区,它的压下方向与轴线垂直,由于钢锭的冶金缺陷沿轴线附近存在,拔长工步中,应在沿轴线附近的区域形成大的变形量和良好的应力状态,有利于钢锭的冶金缺陷的修复。锻坯与砧子的接触区域存在难变形区正好符合拔长工步的这一变形特点要求,从变形的角度分析,当锻坯与砧子的接触区域存在难变形区时,则心部区域变形量必然大;从应力的角度分析,拔长工步中,由于存在刚端约束,当心部金属流动速度大时,为保持变形体的连续性,上下两难变形区必然通过刚端阻碍轴线附近处金属的流动,从而在心部造成较大的轴向压应力。因此,在锻坯与砧子的接触区域存在难变形区对修复钢锭的冶金缺陷是有利的,且难变形区越大,效果越明显。根据以上分析,将砧子的底平面改为中间略有凹度的曲面,能增大砧底处的难变形区。这种砧子底面为凹曲面的拔长工艺,称为凹面砧拔长。研究证明,凹面砧拔长在疏松压实、空洞体积闭合方面都好于普通砧拔长。与现有其他特殊锻造方法相比,凹面砧拔长有应用方便、适用范围广的优点。