等溫鍛造工藝
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-18
等溫鍛造工藝的視頻教程
鍛造工藝仿真應用與解析
2、鍛造工藝仿真應用案例：某軸零件徑向鍛造仿真分析：運動關系定義、預定義參數設置與數據處理等；從工藝仿真、重點參數數據定義到優化應用。優化分析基本使用方法。 3、鍛造工藝仿真常見問題 鍛造工藝仿真過程常見問題及處理。
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基于DEFORM V11.0 星形套溫擠壓成形工藝分析
過去的加工方法是采用模鍛工藝。? ? ? ? 該生產工藝存在著尺寸精度低、材料利用率低、效率低、成本高、質量也不易保證等缺點。溫擠壓成形性能介于冷擠壓和熱擠壓之間，既克服了冷擠壓變形抗力大的難題，又避免了熱加工的過熱、過燒、氧化、脫碳等缺點，所以欲采用溫擠壓先進制造技術制造星形套。
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等溫鍛造工藝的實例教程
來源：互聯網 作者：黃湘龍 易幼平
關鍵字：有限元 QForm 等溫鍛造 仿真模擬
本文在QForm 2D/3D仿真平臺上對7085鋁合金翼身接頭進行等溫鍛造過程模擬，對等溫鍛造中流線、應力、應變、最大載荷以及可能產生的折疊進行全方面模擬，提出了相應的等溫鍛造成形方案與工藝參數，為等溫鍛造參數以及鍛造用模具優化設計提供幫助。
輕質高強度鋁合金模鍛件在航天航空領域中應用廣泛，翼身接頭作為連接飛機機翼與機身的重要承力部件，要求必須具有優良的綜合力學性能。傳統的通過焊接工藝加工航空接頭，抗疲勞能力較差；而采用自由鍛或機加工方法會浪費大量材料。等溫模具鍛造技術具有尺寸精確、材料利用率高、鍛造所需液壓機噸位小以及組織均勻等優點。等溫鍛造由于鍛件與模具溫度相同，消除了溫鍛工藝冷模效應，大幅度降低了材料變形抗力，非常適合復雜型面模鍛件的精密成形，受到了國內外學者的普遍關注。同時，等溫鍛造對模具強度和鍛件設計提出了很高的要求，要獲得充填完好的航空接頭鍛件并不容易，其工藝制訂常規做法是采用多次工業試驗方法，調試確定鍛造工序與模具，這個導致了制造成本與生產周期的增加。
隨著計算機和CAE技術發展，數值模擬方法已成為求解復雜成形問題的強有力工具。QForm由俄羅斯Quantor公司專家基于有限元計算方法開發而成，專門用于解決鍛造問題，適合于模擬冷鍛、溫鍛和熱鍛等工藝。同時，QForm也可以模擬粉末鍛造和鐓鍛，適應設備有機械壓力機、鍛錘、螺旋壓力機、液壓機和多錘頭壓機。QForm優點在于不需人工控制網格生成、步距和其他數值模擬特定參數，結果準確度與用戶對有限元技術熟練程度無關。
展開 本文通過分析鋁合金模鍛工藝特點、模鍛過程中易產生的缺陷以及應該注意的問題，結合開式模鍛成形理論和分流器零件圖的要求，對鋁合金分流器鍛造工藝進行具體分析，制定了合理的鋁合金分流器等溫鍛造成形工藝，確定了制坯工步及模鍛設備，同時指出了鍛造過程中應該注意的問題及相關的預防措施。
前言
鋁合金是常見的輕質金屬材料，廣泛應用于汽車、船舶、電子以及航天航空等領域。隨著輕量化的需要，鋁合金零件的需求量不斷增大。在所有的鋁合金零件成形工藝中，壓鑄是生產速度最快，成形件質量較高的一種鑄造方法。它是將液態鋁合金或半液態鋁合金在高壓下快速充填金屬型的型腔，在高壓下快速凝固而獲得鑄件的方法。
一種汽車高壓油泵用鋁合金分流器（如圖1），由于其形狀較為復雜，厚度較厚，在壓鑄過程中液態金屬與模具表面發生接觸的部分冷卻速度快于液體金屬內部，凝固結束后鑄件內容易形成縮孔或縮松缺陷。此外，由于金屬液在澆注時過熱度較大，在充型過程中有嚴重的卷氣和氧化現象，使得鑄件中氣孔和夾雜較多。這些縮松縮孔、氣孔以及夾雜的存在，造成鋁合金分流器廢品率很高，材料和能源浪費嚴重，產品的使用性能也存在巨大的風險。
圖1 鑄件示意圖
與鑄造工藝相比，鍛造工藝成形則可有效的避免這類缺陷的產生。但是由于鍛造工藝與鑄造成形工藝不同的特點，對零件形狀也必須做相應修改。只有設計符合鍛造成形工藝要求的鍛件圖，合理的鍛模結構及選擇正確的模鍛工步，才能鍛造生產出更好質量和更高成品率的產品。
鋁合金分流器鍛造工藝分析
鍛件圖設計
以鑄件圖結構形狀及尺寸為參考，鋁合金分流器鍛件上必須將直徑較小的6個通孔及1個盲孔填平，中間直徑較大的通孔設計成盲孔。
展開 等溫鍛造成形具有提高材料可鍛性、降低鍛件成形載荷、提高材料利用率和鍛件冶金質量均勻性等優點，是目前航空發動機渦輪盤的主要成形工藝。根據棒材初始晶粒組織的不均勻特點，分別針對初始均勻細晶組織和初始粗晶組織在不同鍛造溫度和鍛造速度條件下的組織演變規律進行了分析。
渦輪盤是航空發動機的關鍵熱端部件之一，其組織性能要求極高。GH720Li 合金是650 ～750℃長期使用的高性能渦輪盤材料，其鍛件晶粒組織要求均勻細小，以滿足渦輪盤性能要求。鍛件最終晶粒組織主要由棒材初始晶粒組織狀態、鍛前加熱以及等溫鍛造工藝參數三個因素共同決定。目前針對GH720Li 合金棒材初始晶粒組織狀態的研究相對較少，而鑒于初始晶粒組織對晶粒組織控制的重要影響，急需開展相關研究。
GH720Li 合金棒材初始晶粒組織狀態中，不同級別晶粒度和不均勻的晶粒組織狀態對等溫鍛造過程晶粒組織控制的影響很大。國內外已經開展了不同級別晶粒度條件下組織演變行為研究，而棒材初始晶粒組織均勻性對后續等溫鍛造的影響還未見詳細報道。本文以棒材不均勻的初始晶粒組織為研究對象，開展不同等溫鍛造溫度和鍛造速度條件下的組織演變規律研究，為控制棒材初始組織狀態和鍛件產品組織性能提供依據。
試驗材料及方法
本文所用GH720Li 合金棒材是真空感應+真空自耗雙聯工藝冶煉的鑄錠，經均勻化擴散退火和開坯工藝后獲得，其化學成分見表1。圖1 為GH720Li 合金棒材等溫鍛造試驗用試樣取樣圖。合金棒材直徑為φ125mm，其心部為粗晶組織(圖1 紅色區域以內)，心部以外為均勻細晶組織。從合金棒材上切取φ44mm×100mm 的等溫鍛造用試樣。
展開 本研究選取TiAl4822 合金進行鍛造工藝參數研究，通過TiAl4822 合金不同鍛造工藝參數的試驗和鍛造試塊性能分析，摸索適宜的鍛造溫度、應變速率、變形量等鍛造工藝參數，確保TiAl4822 合金在工藝窗口范圍內良好的鍛造可加工性。
試驗方法、材料以及設備
試驗設備
TiAl4822合金等溫鍛造工藝試制采用2000t等溫鍛造裝置，該裝置可保證鍛造過程溫度及變形速度，滿足此次試驗的需求。
試驗材料
試驗材料采用中科院金屬所制造的φ260mm 鑄錠。鑄錠的室溫抗拉強度為381MPa，700℃抗拉強度為311MPa，850℃抗拉強度為397.5MPa，室溫延伸率為1.06%，700℃延伸率為5.6%，850℃延伸率為0.7%。
試驗方法
通過TiAl 合金(TiAl4822)不同鍛造參數下的等溫鍛造工藝試驗，分析鍛造溫度、變形速率、變形量和鍛后冷卻方式對鍛造熱加工性的影響；后采用初步確定的工藝參數范圍開展鍛造試驗，并進行試塊力學性能分析，根據分析結果得出一個最優的鍛造工藝參數。
試驗步驟：鍛造前采用電爐到溫裝爐方式對坯料加熱，加熱時間按厚度乘以保溫系數計算，坯料加熱保溫結束后在2000t 鍛造壓機上進行鍛造，鍛后試塊冷卻至室溫后熱處理，試塊熱處理工藝參數為：1240℃保溫2h 后冷卻。
試驗過程以及結果分析
前期鍛造參數確定
前期試驗目標是初步確定鍛造溫度范圍、應變速率及鍛后冷卻方式。在φ260mm 的棒料上切取25mm×25mm×70mm試料若干，按不同參數進行近等溫鍛造，第1 次試驗參數見表1。
表1 第1 次試驗參數表
圖1 為上述第1 組試驗的鍛造試塊，圖2 為第1組(爐冷)至第4 組試驗的鍛造試塊，圖3 為第5 組至第8 組試驗的鍛造試塊。
展開 采用等溫鍛造或超塑性鍛造，不僅可以成形許多常規金屬材料，而且可以成形許多常規變形方法不能加工的低塑性、難變形材料，目前已廣泛應用到合金鋼、鈦合金、鋁合金、鎂合金、高溫合金、金屬間化合物、大塊非晶、復合材料以及粉末材料的成形加工方面。等溫鍛造和超塑性鍛造工藝規范的確定以材料流動應力低、塑性高、氧化少為原則，并要兼顧到模具材料的承受能力。材料在等溫狀態下的流動應力受溫度、應變和應變速率的影響，既具有應變強化特性，又具有應變速率強化特性。依材料品種、成形溫度和應變速率不同，上述兩種特性彼此消長，而材料的塑性也同樣受上述因素的影響。合理的成形工藝熱力規范可以保證材料具有較高的塑性和低的變形抗力，有利于成形過程的穩定進行。不同種類的材料其應力應變曲線具有很大的差異，為了合理地確定其等溫鍛造和超塑性鍛造工藝規范，應對不同材料的等溫鍛造和超塑性鍛造成形性能進行具體分析。
如前所述，組織超塑性的前提是材料具有等軸細
晶組織。
獲得該組織的途徑有三種：
工業供貨狀態即
為等軸細晶組織，主要是部分鈦合金（如Ti-6Al-
4V）、雙相不銹鋼（如0Cr21Ni5Ti）；
為獲得超塑性
而特殊開發的材料品種，主要是在超塑性研究早期；
工業牌號材料的細晶化處理。
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Simufact Forming鍛造工藝仿真
模鍛作為一種經典的金屬坯料加工成形的工藝，廣泛應用于汽車、航空等領域的金屬件生產制備。早期模鍛工藝的開發過程需要依靠諸多經驗與試驗，研發成本高周期長，現如今隨著CAE技術的廣泛應用，對于這一經典成形過程所涉及的工藝研發、模具設計，大多數工程師都會選擇一款合適的CAE仿真工具進行預演分析，協助他們在研發早期就能迅速發現問題并快速做出反應
采用等溫鍛造或超塑性鍛造，不僅可以成形許多常規金屬材料，而且可以成形許多常規變形方法不能加工的低塑性、難變形材料，目前已廣泛應用到合金鋼、鈦合金、鋁合金、鎂合金、高溫合金、金屬間化合物、大塊非晶、復合材料以及粉末材料的成形加工方面。等溫鍛造和超塑性鍛造工藝規范的確定以材料流動應力低、塑性高、氧化少為原則，并要兼顧到模具材料的承受能力。材料在等溫狀態下的流動應力受溫度
文／蘭寶山·貴州航宇科技發展股份有限公司
TC4-DT 鈦合金是我國自行研制的一種典型的中高強損傷容限鈦合金。本文主要對TC4-DT 鈦合金鍛造工藝、熱處理工藝、微觀組織和力學性能之間的關系進行了研究，利用光學金相組織觀察、力學性能測試等研究手段，總結出不同鍛造工藝和熱處理工藝對該合金的組織和性能的影響規律
摩托車打火啟動腳踏桿怎樣拋光？
在這個案例中，我們來討論一個高硬度鍛造鐵質的摩托車啟動桿去氧化皮，除毛刺的研磨拋光工藝。
1. 摩托車啟動桿拋光前的狀態：
材質：
生鐵鍛造件
外觀：
表面有氧化皮和毛刺
與美國普遍采用Ar氣霧化制粉+擠壓+等溫鍛造+熱處理工藝流程制備粉末渦輪盤不同的是，俄羅斯粉末盤制備采用等離子旋轉電極霧化制粉+熱等靜壓成形+熱處理的工藝流程。
全俄輕合金研究院從2004 年起開始研制ВВП系列(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高溫合金[19,20]。
前言
原文限于篇幅，沒有包含加工工藝。本文作為補充內容，介紹航空用高溫合金的加工工藝，包括鑄造工藝、鍛造工藝，以及鑄件、鍛件在航空發動機零部件的應用。
注：高溫合金原材料的加工還有熔煉工藝，可以參考轉發的文章
鎳基合金VIM+ESR+VAR三大熔煉工藝簡析 (qq.com)
鑄造工藝
航空發動機零件使用最多的是熔模鑄造工藝，特點是可以獲得最終尺寸的零件，并且成本相對較低
試驗方法、材料以及設備
試驗設備
TiAl4822合金等溫鍛造工藝試制采用2000t等溫鍛造裝置，該裝置可保證鍛造過程溫度及變形速度，滿足此次試驗的需求。
試驗材料
試驗材料采用中科院金屬所制造的φ260mm 鑄錠。
鋁合金旋壓輪轂具有重量輕,強度高,壽命長,表面光潔,機械加工余量少等優點,而旋壓工藝過程復雜,影響因素多,造成實際旋壓加工中工藝參數和工裝的選擇和調試較為困難。Simufact.forming軟件可以提前判斷旋壓工藝的可行性及合理性（旋壓件的應力應變,厚度尺寸變化,旋壓力變化情況）,為旋壓產品的研制提供重要參考。
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鋁合金輪轂結構如圖1所示，材料為6061鋁合金，直徑為
文章來源：
陳東,褚作明,張強,等. RM2鋼下貝氏體等溫淬火工藝研究[J]. 材料熱處理學報,2016,37(3):54-57.
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