锻造生产中一些问题的分析及解决方法

第6期总第130期NO6SUMNO130机械管理开发MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT2012年12月DEC2012锻造生产中一些问题的分析及解决方法杜宪林山西北方机械制造有限责任公司，山西太原030009摘要分析了“铜铁不同炉”和模锻件分模线裂纹产生的原因及解决方法。总结了对工作中积累的经验，例如简便快捷的坯料计算、用螺帽代替顶尖孔、快速消除锻模燕尾裂纹、特殊钳子一四爪钳子、方摔子以及铜合金套筒状零件的锻造；提出了模锻件高度方向非加工面尺寸不需要加收缩量，还有比较成熟的模具预热方法。关键词锻造；经验；方法中图分类号TG306文献标识码A文章编号1003773X20L2O60075030引言锻造俗称打铁，现称金属固态成型。锻造需将坯料加热到塑性状态后，再对其施用压力改变其原有形状。特点是可大幅度提高材料利用率和减少机械加工量。优点是能改善金属内部组织，提高产品零件的机械性能。锻造是机械制造中重要的工序之一。凡是受力大的重要的零件毛坯，大都采用锻造方法制作。我国的劳动人民早在三千年前，就已熟练地应用锻造方法制造生产工具和各种兵器，达到相当高的水平。锻造工艺属特种工艺，与生产实践有着十分紧密的联系，在长期的生产实践中，能工巧匠们积累了丰富的经验。而将这些经验加以总结，对于我们及时解决生产中出现的问题是大有益处的。1一些锻造操作的技巧和体会1“铜铁不同炉”的分析及解决方法。入厂不久，一位老工人师傅问到铁匠行里的规矩“铜铁不同炉”是什么道理呢我随即请教了一些技术人员和工人师傅，回答不了这个问题。凑巧，事隔不久，在煤气炉里加热一种小型模锻件，材质为40碳钢，锻后表面有一些龟裂，经金相观察表明，裂纹是沿晶界扩展的，在晶界上出现了淡黄色的普碳，铜异相铜相。这就是“铜脆”现象，其实质是渗铜。经了解，该加热炉加热过铜坯料。如果在炉内加热铜，因氧化作用会造成氧化铜。不清除炉内的氧化铜屑，再用同一个炉子去加热钢，氧化铜就可能在高温下还原成熔融状态的铜，渗透到钢的表面，沿奥氏体晶界扩展开。因为铜的强度和熔点都比钢低很多，所以铜的渗扩消弱了钢晶粒间的联系，使被加热的钢在锻造时出现裂纹或报废，故有“铜铁不同炉”的说法。如何消除此现象呢笔者建议两种方法1加热铜时，在炉底放置一铁皮，加热后抽走，易清理。2在加热铜后的炉膛内撒一层食盐NAC1，待食盐与铜发生反应挥发后，即可使用。2简便快捷的坯料计算。从事锻造专业，计算坯料是一项基本工作。现在算料有人用金属盘，大部分人用计算器用计算器先是算出体积，再乘以密度，然后数位数，较麻烦、易出错。笔者是这样简便快捷计算的G圆6165D2H其中直径，EM；一高度，MM；质量，KG。G或方785ABL其中宽、高、长度，A、B、卜，ELI1；量，KG。若密度与785有差异，可换算。3用螺帽代替顶尖孔轴类零件加工，本身成品不需要保留顶尖孔，有时若锻造工艺未考虑到此情怎么办呢笔者曾遇到过一批轴类零件60多件，锻造毛坯在长度上只加了锻造余量，未加顶尖孑L长度。经过考虑，找了一些与机床顶尖相符的螺帽，焊在锻件端部，即刻解决了此事，挽救了一批零件，见图1。2芯轴拔长及特殊钳子1方摔子。拔长工序是锻造中基本常用的操作方法，熟练地掌握和运用拔长的规则，对提高锻件质量和生产效率是一1一图1螺帽代替顶尖孔很重要的。拔长时，由于技术水平和锤砧不平等因素，常常锻后的方坯倒棱，使对角线尺寸相差很大，即使用垫铁也可能出现菱形状。若在锻到接近毛坯尺寸后，用方摔子修整，即可保证对角线的误差在要求范围内。方摔子的长度要大于普通摔子，如图2。2铜合金套筒状零件的锻造。套筒状零件的铜合金锻件，锻造工步镦粗一冲孔一芯轴拔长倒角、滚圆。关键在芯轴拔长这一关，一定要打成六图2方摔子简图方，拔长到所需要的尺寸后，倒角、滚圆，退出芯轴，再把锻件直立在平砧上击平校正，然后将芯轴再插入锻件孔中，在摔子内修整到所需尺寸。这样就不会产生折叠、层皮。3特殊夹持工具四爪钳子。锻造离不开钳子，这种夹持工具应有较高强度、良好韧性、适当的弹性和使用范围较广的通用性，例如，圆钳、方钳、槽钳、抱钳、收稿日期20120626作者简介杜宪林1957一，男，山西太原人，工程师，本科，主要从事锻造工艺工作。75第6期总第130期机械管理开发尖嘴钳、专用型钳等。钳子是利用杠杆原理，使用较小的握力上稍环后握力更省，使钳头给予锻件数倍的夹紧力。还有一种更轻便、灵活、容易现场修改和适应性强的四爪钳子，见图3，但由于制造技术要求较高和有关资料未见介绍，至今在我国运用不广。现主要介绍四爪钳子的锻造方法。钳子多用3545碳钢制成，在整个制造和使用过程中，特别注意不应使工具产生淬火状态图3四爪钳子简图3有关模锻的几个问题1模锻件高度方向非加工面尺寸不需要加收缩量将加热后的坯料放到固定的模锻设备上的锻模内，经锻造变形获得锻件的工艺称为模型锻造模锻。锻模型腔尺寸一般是零件基本尺寸加上余量，再加上收缩量。实际上，由于各种原因，锻模都打不靠俗话叫打不到家。锻件高度方向尺寸大部分处于上差或超上差状态。例如给外贸公司锻制的C型卡，高度方向有尺寸为非加工面，按正常加收缩量后，该尺寸超上差，而装配时与U型卡发生干涉，装不进去，必须每件打磨，增加了工作量。以后再制模时，该尺寸以零件的下差，不加收缩量，完全解决了问题。再者，还有无坐标中心的圆角半径可不加收缩率。薄而宽、细而长的锻件，因在锻模中冷却快，收缩率应适当减小I。2模锻件分模线裂纹的分析模锻件经热处理后，经常因分模线裂纹而出废品，锻造、热处理互相推诿扯皮，不认可废品。经多年的分析摸索，产生分歧后，应将废品的裂纹作高倍分析，看裂纹处是否有氧化物；若有，即可判为锻造所致，若无，就要从原材料和热处理考虑了。3快速消除锻模燕尾裂纹锻模报废原因很多，而燕尾产生的裂纹是其中之一。在工作中是这样处理的若裂纹细又不长，可在该处钻一小孔，深度超过裂纹即可。若裂纹又粗又长，则要除掉裂纹再补焊，一定注意预热和保温。4模具的预热为提高模具的冲击韧性和防止冷模具与坯料接触后产生较大的热应力而导致模具在锻打时被击碎，模具必须预热，温度常在150300。C之间。常用的预热方法有1红铁预热将预先加热到L000。C左右的红铁放在上、下模之间，红铁温度及烤模时间以锻模热透，但不使其回火为限。2用煤气或天然气喷嘴预热一般用移动式喷嘴，喷嘴放置于上、下模之间，喷嘴用胶管与气体管道相接。3用移动式工频炉加热器预热预热速度快，温度均匀，如对300MINX300MMX300INM的模块预热至250300。C只需2530MIN，比红铁预热快152倍。以上的预热方法简单，而且速度快，但也有不足之处，有可能造成模膛局部回火，而降低模膛的硬度。笔者所在单位的预热模具方法，见图4。用专门的模具预热炉用煤气或者天然气，预热至200300。C350MM以下规格的锻模，需要时问4H，350MLTL以上规格的锻模需预热时间8H。支承模具的炉盖可视需要随意开合，虽然时间较上面几种方法长，但模具温度均匀，尤其是燕尾能够预热到。该预热炉可同时预热350MMX350MLTI的模块7套，因温度低不好测量，可用滴水法滴水在烘烤过的模具上，以L叶J现黄点为适宜掌握预热的温度。还有一种方法是将手指深人锻模起吊孔内，凭感觉达到烫手即可。一卜一一一一HRGL三狂JI_JLL三L昔LJNL图4模具预热炉参考文献FL】编审委员会上海市第JOE电工业局工人技术教育读本锻工M1北京机械工业出版社，1985164一L832马骏，温嘉兴锻工问答【M太原山西人民版社，19818O一813】张志文锻造工艺学M】北京机械工业版社，1983】39】40FORGINGTHEANALYSISANDSOLUTIONOFSOMEPROBLEMSINTHEPRODUCTIONDUXIANLINSHANXINORTHERNMACHINERYMANUFACTURINGCO，HD，TAIYUAN030009，CHINAABSTRACTANALYZE“COPPERANDIRONNONALLOWEDINSAMEFURNACE”ANDCAUSESANDITSRESOLUTIONSOFCRACKSINDIELINEOFDIEFORGINGSSOMEEXPERIENCESACCUMULATEDINWORKINGARESUMMARIZEDINTHISARTICLE，SUCHASASIMPLEANDCONVENIENTCALCULATEMETHODFORBLANKASUBSTITUTIONFORCENTERHOLEBYNUT，QUICKLYDISPELLINGDOVETAILCRACKSINFORGINGDIE，AKINDOFSPECIALFORGINGPLIERSWITH4JAWS，SQUARETYPEMOUHLINGBEDANDFORGINGPROCESSFORCOPPERALLOYBUSHINGSTHISARTICLEALSOSUGGESTTHAT