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毛坯铸件在锻造过程中存在缺陷吗

2018-04-07 21:27:32
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        锻造是在固态金属在压力下塑性变形的成形方法,也是锻造厂中   长见的,要求金属的塑性较好、变形抗力小。锻造方法适用于制造受力较大、组织致密、质量均匀的锻件,如转轴、齿轮、曲轴、和筒类等。自由锻锻造工装简单、准备周期短,但产品形状简单,是单件生产和大型锻件的   锻造方法;胎模锻是在自由的设备上采用胎膜进行锻造的方法,可锻造较为复杂、中小坯料的中小型锻件、模锻的锻件可较复杂,材料利用率和生产率高于自由锻,但只能锻造批量较大的中小型锻件。

        但在锻造过程中主要存在着:成形力过大、充型不饱满和模具寿命低的缺陷。这是由于齿轮毛坯与模具的接触面积大,冷却快,坯料在向模具型腔填充时所受的摩擦力过大所致。因此,如何减小坯料与模具的接触面积,控制毛坯的冷却速率,疏松是密集缺陷从仪器屏幕上静态波形很容易区分,缺陷波为林状高低不同。仪器示波屏幕缺陷横向扩展、底波明显下降。动态波形探头移动时缺陷波变化退缓、有一定的区域,疏松、缩松、材质松散等密集缺陷。探伤时缺陷波旱草状或林状,底波很低或仪器屏幕上消失。降低成形力是大型齿轮锻造急需解决的难题。本文借助有限元模拟技术,从减小成形力和改善填充不饱满两个方面,对原有工艺进行改进,提出了分流减压原理和模具型腔不对称设计的大型齿轮锻造工艺。目的在于使金属均匀流动,减小变形应力,该新工艺为实际生产提供理论依据。为增加大型齿轮毛坯的淬透层,采用高淬透性材料—改进型42CrMo4V(即在欧标42GrMo4V的基础上调整Mn,Cr等元素的含量,并降低P,S等有害元素含量,具体化学成分),同时为了细化晶粒和防止开裂变形,采用正火+分级淬火的热处理工艺。通过金相组织分析和淬透性实验,验证了该热处理工艺的可行性。采用分级淬火的工艺可有效减小冷却时的组织应力和热应力,防止工件开裂变形。

        (1)合理设计分流减压槽,可以使齿轮毛坯轮毅、轮辐、轮缘台阶过渡处同时充填饱满;成形力较原先工艺可大幅下降约3000,属典型的“小设备干大活”。

        (2)通过分析齿轮毛坯锻造过程中的金属流动规律,为选择锻造工艺提供理论依据。采用上、下模具不对称设计,可获得均匀的金属流动,从而减小毛坯内的变形应力分布不均匀的现象,为以后的热处理奠定基础。

        (3)针对改进型42GrMo4V淬透性好的特点,制定分级淬火的工艺避免毛坯开裂变形。同时,金相分析显示:该材料经过正火+调质的热处理工艺,晶粒度可达到7级,非金属夹杂

        (4)借助Deform-3D有限元软件模拟可减少实际的试模次数,节约成本,模拟结果与实际生产基本吻合,因此,其对锻造工艺方案的改进及模具设计具有一定的指导意义。


 


毛坯铸件在锻造过程中存在缺陷吗由光明机械编辑整理。

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