固态成形原理讲义一锻造.ppt

4.3.6 铜脆 铜脆在锻件表面上呈龟裂状。 对于铜脆可采取以下措施： 1)加强原材料检查。 2)提高冶炼质量，尽量降低铜、锡等杂质元素含量，以防止其偏析。对含铜量较高的坯料，可采用快速加热，缩短保温时间或控制加热温度在1100?以下。 4.4锻造工艺不当产生的缺陷 （1）大晶粒 由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻 温度过高、引起的。 晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳 性能明显下降。 （2）晶粒不均匀 某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较 小。原因：坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程 度不一，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热 时局部晶粒粗大。晶粒不均匀将使锻件的持 久性能、疲劳性能明显下降。 （3）冷硬现象 变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及 锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不 上变形引起的强化(硬化)，从而使热锻后锻件内 部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高 了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严 重的冷硬现象可能引起锻裂。 （4）裂纹 锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉 应力引起的。发生的部位通常是在坯料应力最 大、厚度最薄的部位。 （5）龟裂 在锻件成形中受拉应力的表面(例如，未充满的 凸出部分或受弯曲的部分)。内因：①原材料含 Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时， 钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经 过多次加热的表面。③燃料含硫量过高，有硫渗 入钢料表面。 （6）飞边裂纹 模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。原 因：①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产 生穿筋现象。②镁合金模锻件切边温度过低；铜 合金模锻件切边温度过高。 （7）折叠 形成原因： 特征：1）折叠与其周围金属流线方向一 致； 2）折叠尾端一般呈小圆角。有时，在折叠 之前先有折皱，这时尾端一般呈枝叉形 （或鸡爪形）； 3）折叠两侧有较重的氧化、脱碳现象。 折叠不仅减少了零件的承载面积，而且工 作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源。 折叠类型： 1) 由两股(或多股)金属对流汇合而形成 大致有以下几种： a) 模锻过程中由于某处金属充填较慢，在相邻 部分均已基本充满时，此处仍缺少大量金属，形 成空腔，于是相邻部分的金属便往此处汇流。 b)弯轴和带枝叉的锻件，模锻时常易由两股流动 金属汇合形成折叠。 对策： ①模锻前坯料拐角处应有较大的圆角。②保证此部分有足够的金属量，使模锻时折叠的起始点被挤进飞边部分。因此，应保证坯料尺寸合适，操作时将坯料放正，初击时轻一些等。 c)由于变形不均匀，两股(或多股)金属对流汇合 而成折叠。 2)由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成。 3）由于变形金属发生弯曲、回流而形成 a)细长（或扁薄）锻件，先被压弯然后发展成折 叠。如细长（或扁薄）坯料的镦粗（压缩）。 图 滚挤时折叠形成过程示意图 b)由于金属回流形成弯曲，继续模锻时发展成折 叠 4）部分金属局部变形，被压入另一部分金属内 拔长时，送进量很小，压下量很大时，上、下两 端金属局部变形并形成折叠。对策： 4.5 锻后冷却工艺不当常产生的缺陷 （1） 冷却裂纹 锻后锻件内部冷却速度过快?产生较大的热 应力；由于组织转变?较大的组织应力。应力超 过锻件的强度极限，则使锻件产生光滑细长的冷 却裂纹。 (3)侧面开裂 摆辗变形时，如果工件侧表面存在裂纹，在相同 的条件下，摆辗变形易使裂纹向增大的方向发 展。 (4)锻不透 为了使变形渗透，摆辗时在变形允许的条件下， 应尽量加大进给量。 (5)圆角充不满 用摆辗法生产锻件时，由于摆压时间过短或摆辗 力过小，易造成工件圆角充不满。 2.8 旋转锻造成形原理 滑块 滚柱 锤头 坯料 坯料 主轴 旋转锻造特点： （1）多向同时锻打，可有效地限制金属的横向 流动，提高轴向延伸率；（2）由于是多向锻 打，可减少和消除坯料横断面的径向拉应力，可 锻造低塑性材料；（3）锻造频率高，金属内外 摩擦系数降低，有利于提高金属塑性；（4）每 次锻打变形量小，变形区域小，设备吨位小，模 具寿命高。 2.9 辊锻成形原理 辊锻是增长类工序。它是使坯料在装有扇形模块 的一对旋转轧辊中通过时产生塑性变形，从而获 得所需的锻件和锻坯，近似于小送进量情况下的 拔长。 辊锻与一般模锻不同； 与轧制也不同。 扇形模块 2.10 多向模锻 2.10.1多向模锻的变形过程分析 1）第I阶段—基本成形阶段 金属变形流动特点：反挤——镦粗成形和径向挤 压成形