拔長的案例
節省材料的壓力機螺栓拔長裝置
本文主要介紹組合機身中的重要工裝構件——螺栓液壓拔長裝置。
機身結構形式
圖1所示為機身的結構形式。機身由橫梁1、立柱2、底座3組成，拉緊螺栓5貫穿于橫梁1、立柱2、底座3，上下結構用螺母4、液壓螺母6或拔長器鎖緊。螺栓5通過拉長，加熱等方式使拉緊達到1.5倍公稱噸位的預緊力，將橫梁1、立柱2、底座3組合成一體，保證了機身的剛度和穩定性。螺栓拔長預緊方式有以下3種：
圖1 機身結構形式
⑴工頻感應加熱螺栓。即用軟的橡皮絕緣線繞在螺栓中部，把對角兩根拉緊螺栓的加熱線圈接在一起，并接入交流電焊機的次極，通入工頻低壓大電流，幫助螺栓加熱伸長。這種結構目前已經很少采用。缺點是加熱時間長，效率低，另外橡皮絕緣線容易老化。
⑵液壓螺母（圖2）。液壓螺母充入高壓油后，螺母7提升使得螺栓伸長。當拉緊螺栓拉長到預緊力為1.5倍噸位后，在螺母7下面放入兩塊半圓形的墊片9，將油放出后工作完畢。該結構優點是時間短，工作效率高；缺點是工作空間大、液壓螺母造價高、使用時間長久后里面密封圈易老化損壞、拆卸困難，造成液壓螺母破壞。
圖2 液壓螺母
7-螺母 8-活塞 9-墊片
⑶液壓拔長器（圖3）。這是一套專用的拔長裝置，可用于相近噸位的壓力機安裝。它的工作原理與第二種相同，優點是將螺栓拔長后，擰緊螺母12，可將螺母10，底座11拆下，用于其他相近噸位的壓力機，可以重復使用。它的成本比液壓螺母低，也不用擔心密封圈老化損壞問題。缺點是在拔長處得空留一倍多螺栓的長度，預緊螺栓之后沒有得到有效地利用，浪費材料。目前國產化壓機組合機身普遍采用螺栓拉伸裝置，盡管液壓拔長器結構有所不同，但工作方式和原理是一樣的。
圖3 液壓拔長器
10-螺母11-底座 12-螺母
創新結構形式
本文重點介紹的結構如圖4所示。
展開 simufact自由鍛拔長擴孔模擬舉例說明
最近一段時間經常遇到人問我自由鍛拔長、擴孔等工藝采取什么樣的模擬軟件進行模擬比較好，其實選用什么軟件不重要，重要的是，你能否用這些軟件做出相應的東西。并且得出滿意的結果。通過計算結果對實際的工藝制定起到一定的指導。而仿真模擬在自由鍛方面起到的幫助作用尤為明顯，一些大型的自由鍛件往往都是好幾十噸，甚至上百噸。如果廢掉一個，光是材料的成本就是好幾百萬。還不說之前的鑄造、熱處理等工藝耗費的人力物力。因此在大型自由鍛件的實際生產之前，我們往往需要對工藝過程進行仿真模擬。但是現在的軟件很多，本來自由鍛就涉及到多工步的加工，往往是旋轉、進給、下壓等多個過程復合到一起的復雜過程，如果選擇通用的marc、abaqus、ansys等軟件，有限元模型的建立就比較復雜了。當然現在有很多專業的鍛造軟件也可以實現自由鍛的工藝仿真，可是這么多軟件，我們該如何選擇呢？到底選擇哪種軟件能滿足我們需要的功能呢？我們這里主要對simufact軟件自由鍛功能進行說明，其它的軟件平時用得也少，在自由鍛方面的功能相對較弱。就不做詳細描述了。大家有興趣可以自己摸索一下。 1、首先是最常見的自由鍛-拔長工藝 一般國內目前使用的設備多為一個操作機，兩個操作機的設備較為少見。而采用deform軟件的cogge模塊是無法實現一個操作機的自由鍛模擬。這就給廣大的工藝人員帶來了一定的麻煩，如果想用deform來對一個操作機的自由鍛過程進行模擬仿真，只能通過不斷地重新建模來一步步的對整個工藝進行模擬。這也是我個人比較推薦大家采用simufact軟件做自由鍛的原因之一。下面來看看simufact對一個操作機和兩個操作機自由鍛-拔長工藝的后處理動畫。
由圖可以看出，自由鍛拔長工藝不像傳統的模鍛工藝一樣，只需要一次下壓，自由鍛工藝過程復雜得多，一般在坯料溫降后，還需要重新加熱，然后再次進行拔長。
展開 simufact自由鍛拔長擴孔模擬舉例說明
最近一段時間經常遇到人問我自由鍛拔長、擴孔等工藝采取什么樣的模擬軟件進行模擬比較好，其實選用什么軟件不重要，重要的是，你能否用這些軟件做出相應的東西。并且得出滿意的結果。通過計算結果對實際的工藝制定起到一定的指導。而仿真模擬在自由鍛方面起到的幫助作用尤為明顯，一些大型的自由鍛件往往都是好幾十噸，甚至上百噸。如果廢掉一個，光是材料的成本就是好幾百萬。還不說之前的鑄造、熱處理等工藝耗費的人力物力。因此在大型自由鍛件的實際生產之前，我們往往需要對工藝過程進行仿真模擬。但是現在的軟件很多，本來自由鍛就涉及到多工步的加工，往往是旋轉、進給、下壓等多個過程復合到一起的復雜過程，如果選擇通用的marc、abaqus、ansys等軟件，有限元模型的建立就比較復雜了。當然現在有很多專業的鍛造軟件也可以實現自由鍛的工藝仿真，可是這么多軟件，我們該如何選擇呢？到底選擇哪種軟件能滿足我們需要的功能呢？我們這里主要對simufact軟件自由鍛功能進行說明，其它的軟件平時用得也少，在自由鍛方面的功能相對較弱。就不做詳細描述了。大家有興趣可以自己摸索一下。
1、首先是最常見的自由鍛-拔長工藝
一般國內目前使用的設備多為一個操作機，兩個操作機的設備較為少見。而采用deform軟件的cogge模塊是無法實現一個操作機的自由鍛模擬。這就給廣大的工藝人員帶來了一定的麻煩，如果想用deform來對一個操作機的自由鍛過程進行模擬仿真，只能通過不斷地重新建模來一步步的對整個工藝進行模擬。這也是我個人比較推薦大家采用simufact軟件做自由鍛的原因之一。下面來看看simufact對一個操作機和兩個操作機自由鍛-拔長工藝的后處理動畫。
由圖可以看出，自由鍛拔長工藝不像傳統的模鍛工藝一樣，只需要一次下壓，自由鍛工藝過程復雜得多，一般在坯料溫降后，還需要重新加熱，然后再次進行拔長。
展開 simufact自由鍛連續多工序拔長鐓鍛
simufact自由鍛連續多工序拔長鐓鍛
該自由鍛過程分為26個道次，其中按照加熱-拔長-調轉鐓鍛-鐓鍛整鼓形-拔長（輕微倒棱）-均分-冷卻加熱-鐓鍛-翻轉90°整鼓形-拔長……逐道次壓下量翻轉成形
simufact自由鍛建模過程與其它成形基本類似，主要不同在于設備，simufat具有專門的自由鍛設備，方便設置夾持手的夾持關系和運動關系，鍛打次數和行程等運動控制。
simufact自由鍛使用模型可以完全和實際一樣的模具和夾持手，如下圖所示，也支持上砧為平砧，下砧為異形砧（帶有圓形凹槽）
simufact自由鍛設備參數定義：
1）砧子運動方向、運動速度定義，這里為一個定砧一個動砧
2）夾持手定義，定義夾緊方向，夾持長度，夾持深度等
3）道次參數定義，旋轉進給方式定義，
另外，工藝過程中，simufact可以支持熱處理工藝路線定義：
完整視頻可以在優酷視頻觀看下載：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTg0MjU5NDY1Mg==.html
小木蟲：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=10863425&target=1
展開 
DEFORM Cogging模塊：芯軸拔長 ￥4.99
<p>之前介紹了DEFORM的Cogging模塊——<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1812997" rel="noopener noreferrer" target="_blank" achecked="1">DEFORM開坯鍛造：Cogging模塊</a>，今天試著來做一個芯軸拔長的案例。</p><p><br></p><p>本次案例是一個6道次的拔長案例，首先進入到MO界面選擇Cogging模塊。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202107/imgs/70f5d5b8ea284bcd9677f64c9326234e"></p><p><br></p><p>然后對工藝過程做一個預設。類型選擇Cogging，只計算工件溫度，每次壓下考慮傳熱過程，并設置壓下過程的傳熱周期時間為5s，釋壓時間1s，其余時間為空氣熱交換，這里最好改成Dwell比較符合實際些，因為開始沒考慮清楚，計算一次還挺費時就沒重新算了。然后因為是芯軸拔長，所以這里勾選上使用Mandrel。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202107/imgs/83b5bf10a225493daa5e27fba1a03e49"></p><p><br></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p>
展開 simufact.forming管材加工（穿孔斜軋/三輥軋管/芯棒拔長）模擬講座
三、芯棒拔長
芯棒拔長屬于自由鍛的一種，主要用于大型管材粗加工。在芯棒拔長的模擬中難點主要在為一個多道次的往復過程。但是simufact軟件提供了芯棒拔長的設備，做起來很較為容易，但是有幾個需要注意的地方。
1、設備定義，參數主要都是和實際工藝相關的，如果是做這種工藝的，大家一看應該就能明白，如果看不懂，可以把軟件切換成繁體中文。意思也能明白的差不多了，如果還不明白，請參考simufact軟件安裝目錄下的Program Files\simufact\forming\11.0\doc文件夾下的simufact.forming_kinematics_11.0_en.pdf文件，里面對設備的參數含義做了詳細的說明，我這里就不一一解釋了。
2、需要在坯料中間插入一點，因為芯模帶動坯料旋轉需要這一點做基準點參考。
3、需要對芯模設定一個彈簧，芯模每次隨坯料下壓后，在彈簧的支撐下帶動坯料彈起。
4、注意采用kinematics里面的設備時，模型的中心點一般都有要求，芯棒拔長需要模型的幾何中心與芯棒的幾何中心重合。請大家在建模的時候注意。
如果大家有其它不明白的地方，歡迎留言討論哦。
展開 KD鍛造法鍛造工藝參數模擬研究
研究方案
方案制定
分別模擬90°、60°、45°旋轉角度的拔長過程，壓下量按照20%控制，對比不同旋轉角度時對坯料心部的壓實效果，選取最優方案，進一步研究每趟次的實際展寬系數，從而達到指導工藝參數的設定，保證工序操作一致性的目的。
仿真模擬模型的建立
V形砧工具按照開口角度135°、砧寬800mm（圖1），坯料規格按照φ650mm×1600mm進行建模（圖2）。
圖1 V形砧模型
圖2 坯料模型
研究數據分析
對不同翻轉角度模擬分析
分別按照翻轉角度90°、60°、45°，壓下量20%進行模擬計算，對其模擬結果進行匯總分析，如圖3所示。
圖3 三種方案模擬示意圖
⑴方案一中的拔長過程V砧與坯料每次壓下接觸正常，保證了坯料各部受力均勻，有利于坯料心部質量的改善。方案二、方案三在模擬壓下過程中，均存在V形砧單邊接觸的情況，不利于坯料各部的均勻受力，也增加了操作機鉗臂的橫向負荷，對設備存在一定程度的損害。
⑵通過對比三種方案坯料心部的等效應變情況，方案二拔長過程中心部最大等效應變大于方案一最大等效應變，但從截面的等效應變分布情況來看，方案一效果明顯優于方案二，方案三拔長效果與方案一、方案二相比，心部等效應變效果最差。
通過上述模擬結果對比變形過程、等效應變兩個方面可以看出，方案一的拔長效果在三種方案中最為理想。
展寬系數研究分析
根據第一階段模擬分析結果，按照翻轉角度90°，壓下量20%進行模擬計算，研究展寬系數規律性，模擬結果見表1，根據模擬結果進行歸納20%壓下量時展寬系數按照1.15測算較為合理。
展開 淺談超倍尺寬鈦合金板坯成形工藝
以鈦合金板坯鍛件為研究對象，改變傳統的鐓粗拔長展寬工藝，采用直接拔長進行展寬，解決傳統鐓粗工序中經常出現坯料腰部折疊缺陷的質量問題，提高鍛造生產效率約22%，提高材料利用率約2%。通過有限元模擬分析成形展寬過程，為實際生產提供理論指導，并通過實際生產驗證整個工藝過程，為研制更高質量、生產效率、材料利用率的成形工藝提供指導。
本文針對某公司鈦合金板坯鍛件，材料為TA2，要求成形尺寸2050+15(寬）×260(高 ）±10×L(隨 長 ）(單 位：mm），原材料鈦錠經過表面加工去除表面缺陷及取樣后，尺寸為φ990mm×2600mm。成形寬度尺寸/原材料截面尺寸≈2.07，超過一倍尺寸。根據傳統經驗公式計算，要保證最終展寬成形尺寸原始坯料截面直徑需≥φ1450mm。
常規成形工藝為鈦錠先鐓粗，保證鐓粗后截面尺寸≥φ1450mm后再進行平砧間拔長展寬。鍛造過程由于TA2的材料特性，容易造成鐓粗過程中表面折疊缺陷，為防止折疊過深，需分多道次進行鐓粗，出現折疊現象后立即進行輕滾圓拔長再進行鐓粗，嚴重影響鍛造效率及鍛造質量。本文采取直接拔長的方式進行展寬，在試驗前通過有限元數值模擬分析軟件對試制方案進行分析，最終通過實際生產驗證工藝方案的可行性。
工藝方案
鍛造工藝路線：芯棒展寬—換專用芯棒繼續展寬—上下平砧成形修整，選用50MN快鍛壓機進行整個鍛造工序。具體過程為：將鈦合金錠平放在大平板上，上端采用φ630mm芯棒分兩次進行壓扁，總壓下量控制在300mm左右，左右移動芯棒進行展寬至坯料高度約為550mm。
為防止芯棒展寬過程中出現板坯料中間尺寸偏大，兩端偏小的情況，特制專用芯棒進行進一步展寬，展寬至寬度約為2000mm，高度約為440mm。
最后采用特制上平砧（700mm砧寬，2300mm砧長）、下平板進行拔長及整形。
展開 120°角翻轉鍛造冷軋工作輥
20 世紀90 年代后期，隨著國門的開放，開始學習他國經驗，好多高校及企業開始研究采用拔長時對鍛件進行壓實，但壓實的最終判斷條件是焊合缺陷。要焊合鋼錠內部缺陷應具備以下四個條件：⑴具有足夠高的溫度，以利于相對缺陷壁上的原子相互擴散；⑵在缺陷部位具有足夠高的產生剪變形應力條件；⑶具備足夠的相互擴散時間；⑷適合于焊合的鍛件材料的碳當量。
在試驗拔長壓實方法時，一般均選擇碳當量較低，易于焊合的材料。而作為冷軋工作輥材料均為冷作工具鋼，屬于高碳、高合金材料，各類型冷軋工作輥的化學成分見表1，其碳當量遠高于：C
焊接=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]×100%≥0.38%的易于焊合條件，幾乎無法實現鍛造過程中焊合缺陷。
表1 冷軋工作輥的化學成分(%)
為達到技術條件規定按GB/T 13314-2008 冷軋工作輥超聲波探傷合格的目的，我公司曾經對電渣鋼錠進行過三次鐓粗、二次鐓粗，到目前的只進行一次中間鐓粗。通過實驗證明，多次中間鐓粗+不同壓實方法的拔長操作，并未解決我公司的超聲波探傷問題及一次碳化物分布問題，而改變拔長操作方法，采用120°角翻轉鍛造法，使一次碳化物級別由2.5級～3.5 級，降低到2.0 級以下，如圖2 所示。
圖2 一次碳化物級別
失敗的三次鐓粗+拔長實際執行的試驗工藝，如圖3 所示。實踐證明，此類工藝除增加鍛造能耗外，對超聲波探傷、破碎一次碳化物等均未起到效果，因此，多次中間鐓粗的工藝是失敗的。
展開 某導管沖頭斷裂原因分析及改進
圖3 某導管拔長制坯圖
圖4 偏心示意圖
圖5 偏心金屬流動示意圖
確定改進工藝方案
確定工藝方案
通過對上模沖頭頻繁地出現非正常斷裂的原因分析得出，鍛造時金屬偏心引起的水平推力是沖頭斷裂的主要原因。要解決沖頭斷裂就得消除水平推力，要消除水平推力就得解決產品鍛造時上中下三部分金屬的偏心問題，即保證該導管鍛造時上中下三部分金屬始終處于同軸狀態。
為了保證導管鍛造時上中下三部分金屬始終處于同軸狀態，在不增加鍛造火次和模具投入的前提下，增加預鍛工步是最便捷的措施。即將模鍛時滾擠拔長、終鍛、切邊優化為滾擠拔長、預鍛、終鍛、切邊。
鍛模改進
鍛模改進的內容主要是增加預鍛型腔，保證產品在經過滾擠拔長后，將坯料置于預鍛型腔中進行一次中間鐓粗，得到上中下三部分金屬處于同軸狀態的預鍛坯料。
經過計算得出預鍛后的坯料尺寸，經過預鍛坯料尺寸得出預鍛型腔圖(圖6)，結合導管原來的鍛模結構，優化后得到鍛模布局圖(圖7)。
圖6 預鍛型腔
圖7 鍛模布局
生產試制與效果分析
生產試制
按上述方案制作完導管鍛模，按照滾擠拔長、預鍛、終鍛、切邊的工藝進行生產，鍛造過程中勤吹氧化皮和撒鋸末，模鍛后的飛邊均勻，沒有出現金屬偏心的現象，得到的導管見圖8。批量生產后，產品飛邊全部均勻(圖9)，鍛造過程觀察也沒有出現金屬偏心的現象。工藝改進后，累計生產已過萬件，上模沖頭再沒有發生過斷裂。
圖8 導管實物圖
圖9 導管飛邊均勻性一致
效果分析
⑴有形效果分析。
某導管鍛件工藝改進后，上模沖頭再沒有發生過斷裂。
展開 Simufact.forming自由鍛模塊介紹
主要有兩個方面的，一個是鋼錠的拔長，從壓鉗口、滾圓、鐓粗、加熱到拔長。
另外一個是芯棒拔長，最初的工藝應該也是從鋼錠開始，這個案例里面只是從鐓粗、沖孔、加熱、然后芯棒拔長。
自由鍛由于涉及到多道次的壓下，以往在做自由鍛模擬的時候很麻煩。而simufact開發的自由鍛模塊在目前的加工軟件中還是最先進的，基本上沒有限制。
simufact軟件在自由鍛這一塊的功能還是很強大的。而且計算出來的一些缺陷在實際中也存在。
下面上圖（由于做的gif動畫，缺少相關的幀，比較粗糙，大家湊合著看，呵呵）：
大鍛件大數據系統架構的研究
例如，長軸類鍛件的軸端機械性能在拔長比達到一定數值后容易出現各向異性。縱向與橫向性能之間的比值，稱為異性系數。為了解決40A船用電機軸的各向異性問題，太原重工股份有限公司（簡稱太重）曾采用不同的鋼錠生產船用電機軸。太重的研究中給出了堿性電爐鋼和電渣重熔煉鋼的各向異性系數，但未能開展科學的統計學分析。研究者經過對太重統計數據的處理，然后用t檢驗進行分析，給出科學分析結果和結論：電爐鋼延伸率異向系數、截面收縮率異向系數、沖擊值異向系數的總體均數與電渣鋼延伸率異向系數、截面收縮率異向系數、沖擊值異向系數差異均顯著。并由此得出科學推論，采用電渣鋼的煉鋼方法，的確解決了長軸類鍛件的各向異性問題。
2）計數資料的顯著性檢驗。
對于計數資料的顯著性檢驗，其樣本含量大小的檢驗方法選擇與計量資料的顯著性檢驗有類似之處。當樣本含量較小，200例以下，選用卡方檢驗（Chi-square test）；當樣本含量較大，200例以上，則選用u檢驗。
例如，上海重型機器廠有限公司的工藝人員為了解決管板大鍛件的探傷超標問題，研究提出了一種宏觀控制鍛造法，給出用拔長保證壓力容器管板大鍛件中心壓實的拔長比宏觀條件。為了驗證該條件，統計了一個時期連續生產的21份工藝、144只鍛件的工藝記錄及探傷檢查結果。對統計數據分成滿足拔長比宏觀條件和不滿足拔長比宏觀條件的兩組，然后用卡方檢驗進行對比分析，給出科學分析結果和結論：兩組不合格率有顯著差別。并由此推論，鍛壓拔長條件對大鍛件探傷有顯著影響，滿足拔長比宏觀條件的工藝能顯著提高超聲波探傷的合格率。并根據該推論，解決了大批管板鍛件的探傷問題，使產品質量得以顯著穩定提高。
數據智能報告
統計分析只是數據分析方法中的一種方法，根據研究的問題，還有許多分析方法可選擇應用，如數值方法、最優化方法和運籌學等。
展開 LG1050 型中拉桿鍛造新工藝研發
圖1 中拉桿(三孔)組裝示意圖
圖2 LG1050 型中拉桿
工藝制定
LG1050 型中拉桿為“兩頭大，中間細”的長桿類鍛件，截面積分布差異大，兩端頭部的截面積是中間桿部截面積的4 倍，鍛造毛坯重量為29.1kg，材質為20 鋼，鍛造毛坯總長度為1265mm。
當前工藝
目前，我公司采用1t 錘自由鍛的方式進行LG1050 型中拉桿生產，由于中拉桿兩端結構較復雜，鍛造時需用扣頭模、卡模1、卡模2、卡模3、
φ47mm 摔子和
φ45mm 摔子六套模具進行成形，兩端頭的鍛造時間占中拉桿整體鍛造時間的75%以上，單件鍛造時間為5min 左右，生產效率低，勞動強度大。
改進工藝
根據中拉桿的結構特點，制定了模鍛＋自由鍛復合鍛造工藝方案來代替自由鍛造方案，采用6300t 熱模鍛壓力機進行模鍛，利用模鍛將中拉桿兩端頭部鍛造出來，模鍛后，再采用自由鍛造對中間部位進行摔桿拔長，拔長后的最終中拉桿毛坯如圖3 所示。
圖3 LG1050 型中拉桿最終毛坯
鍛造工藝流程：鋸床下料→感應加熱→模鍛→切邊→打磨→感應加熱→自由鍛拔桿→校直→檢查、交出。
工藝設計
LG1050 型中拉桿中間桿部的尺寸為
φ45
+-
2
1mm，為了提高自由鍛摔桿的效率與質量，我們在模鍛毛坯上設計了長度為20mm、直徑為
φ46mm 的近似最終桿部尺寸的過渡段，如圖4 所示，兩端頭尺寸與最終成品尺寸一致。
展開 叉車用轉向節生產工藝分析
⑴方案一：采用制坯設備拔長桿部后將桿部放入型腔后在4000t 上進行鐓粗、預鍛、終鍛。其流程為：下料→加熱→拔桿部(使用設備：200t 壓力機)→除鱗(氧化皮清洗機)→鐓粗、預鍛、終鍛(使用設備：4000t 熱模鍛壓力機)→抱緊切邊(設備：315t 壓力機)→噴砂→熱處理(調質)→噴砂→磁粉探傷→外觀尺寸檢查→噴漆→包裝出貨。
優點：桿部拔長后，預終鍛桿部變形程度低，成形時材料流動距離短。
缺點：多增加一道拔長工序，多使用一臺設備及一個操作人員。制坯拔長后，桿部溫度下降多且快。
⑵方案二：采用擠壓工藝原材料直接在4000t 上擠壓成形，其流程為：下料→加熱→除鱗(氧化皮清洗機)→制坯、預鍛、終鍛(使用設備：4000t 熱模鍛壓力機)→抱緊切邊(使用設備：315t 壓力機)→噴砂—熱處理(調質)→噴砂→磁粉探傷→外觀尺寸檢查→噴漆→包裝出貨。
優點：少使用一臺設備及一個操作人員，材料成形溫度高。
缺點：金屬流動距離長，對設計者要求高，需要有較豐富的設計經驗，在設計過程中需控制金屬流動方向，采用三道擠壓成形，每道擠壓的成形程度、壓下量選擇及算料過程對設計者要求較高，前期策劃及模擬次數時間要求長。
由于前期對擠壓設計工藝把握度不高，對拔料后的產品溫度影響預估不足，因此樣件生產時直接采用了方案一進行開發及模具設計。
通過計算采用φ85mm 材料，其制坯、預鍛及終鍛數值模擬見圖4。
圖4 方案一數值模擬
通過數值模擬，未發現明顯的產品質量問題。在產品實際試制生產過程中發現直徑φ26mm 處欠肉比例非常大，不良率占比20%，無法保證產品長期穩定的生產。主要原因為制坯過程中桿部溫度下降太多，金屬材料流動性不好，實際進入桿部的材料與數值模擬的程度差異太大。
展開 25Cr2Ni4MoV飛輪體鍛件制造工藝研究
鍛造變形采用兩次鐓粗、一次拔長，綜合鍛造比達到7.5。鐓粗鍛造比大于2.5，為了防止鋼錠的A 型偏析區撕裂產生裂紋，采用砧寬為850mm 的平砧進行雙面輾壓，每錘的壓下量控制在坯料高度的20%左右。鍛造拔長過程中，采用850mm 寬的上下平砧，采用寬砧強壓法拔長，每一道次的鍛造壓下量為坯料高度的20%。搭接量為200mm，每道次拔長完畢后，將坯料翻轉90°，為避免漏壓區域，錯半砧，壓下一道次。
預備熱處理
由于飛輪體材料為25Cr2Ni4MoV 鋼，具有明顯的組織遺傳性，正火后得到非平衡組織，因此鍛后熱處理工藝(鍛后熱處理工藝見圖6）采用一次高溫正火，一次過冷，以便切斷組織遺傳，細化晶粒。正火溫度采用840 ～860℃，用鼓風機吹鍛件大身，待鍛件表面冷至280 ～320℃時，將轉子在280 ～320℃保持8 ～11 小時，保證轉子心部也降到貝氏體轉變溫度之下，以完成組織轉變。隨后以每小時40℃的標準進行升溫，溫度在640 ～660℃時保持15 ～21小時進行擴氫處理。
圖6 飛輪體鍛件鍛后熱處理工藝
性能熱處理
由于飛輪體力學性能要求很高，要求軸向沖擊達到KV2 ≥41J，軸向取樣深度深，不容易達到。切向要求落錘試驗，無塑性轉變溫度NDTT 不高于～12.2℃。切向要求做斷裂韌性試驗，要求應力強度KIC 不低于165MPam1/2。因此熱處理時，采取直接水冷的方式，使鍛件淬火得到下貝氏體組織，以滿足鍛件性能要求。具體熱處理工藝如圖7 所示。
圖7 飛輪體鍛件性能熱處理工藝
將飛輪體加熱至860℃完全奧氏體化后，保溫3h后，先空冷1.5 分鐘后，再水冷16 ～19 分鐘，使鍛件得到下貝氏體組織。淬火完成后，在590 ～610℃回火，使鍛件得到索氏體組織。
展開 