毛坯铸件在锻造过程中存在缺陷吗

        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的指导意义。

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