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圖2 重復(fù)熱處理后鍛件實(shí)物試驗結(jié)果和分析重復(fù)熱處理前噴涂防護(hù)劑對鍛件表面氧化皮的影響圖2所示的熱處理后鍛件表面有輕微氧化皮，噴涂的區(qū)域表面質(zhì)量明顯優(yōu)于未噴涂的區(qū)域，為了進(jìn)一步評估重復(fù)熱處理后氧化皮的厚度，清理干凈鍛件表面松散的氧化皮后采用三坐標(biāo)掃描儀檢測了重復(fù)熱處理前后鍛件的形狀和尺寸，造型比對情況見圖3，鍛件重復(fù)熱處理后沿軸向發(fā)生了輕微的變形，為了定量評估氧化皮的厚度，在如圖4所示的縱剖面上選取了

圖6 模鍛成形過程金屬流動趨勢工藝調(diào)試及優(yōu)化提高首次工藝調(diào)試驗證大型支座鍛件的錘鍛模和切邊模全套工藝設(shè)計完成后，進(jìn)行模具加工制造，全套工裝到位后進(jìn)行了樣件首次調(diào)試生產(chǎn)，最終鍛件見圖7。

圖2 鐓粗變形率為80%的等效應(yīng)變圖圖3 鐓粗變形率為80%的等效應(yīng)力圖另外，從鍛造鐓粗損傷來看，當(dāng)鐓粗至80%時，鍛件外表面的損傷值已經(jīng)達(dá)到了0.6(圖4），這就意味著，鍛件表面容易開裂。當(dāng)鐓粗至60%時，鍛件外表面的損傷值已經(jīng)達(dá)到了0.25(圖5）。

表6 不同加熱方案鍛件室溫力學(xué)性能表7 不同加熱方案鍛件高溫力學(xué)性能表8 不同加熱方案鍛件熱穩(wěn)定性(550℃×100h，空冷)圖4 試驗件高倍組織照片(500×)從圖4 中可以看出，鍛件A 和鍛件B 的顯微組織特征均為在β 轉(zhuǎn)變基體上分布著等軸α 相。

圖1 轉(zhuǎn)子鍛件產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程化學(xué)成分鋼錠冶煉時要求電爐冶煉+真空除氣鋼錠，具體化學(xué)成分要求見表1。表1 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，ω%)轉(zhuǎn)子鍛件的氫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))不應(yīng)超過1.0×10-6。性能要求轉(zhuǎn)子機(jī)械性能符合表2 規(guī)定。

按此傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，存在人員配置多、模具耗材多、勞動強(qiáng)度大、電力耗用大等諸多難題，造成鍛件成本居高不下。圖1 重型花鍵軸鍛件三維圖圖2 整體式大模具三維圖工藝創(chuàng)新概況在激烈的市場競爭環(huán)境下，公司內(nèi)部重點(diǎn)圍繞“提質(zhì)增效，節(jié)能降耗”工作，持續(xù)降低制造成本，為客戶提供滿意的產(chǎn)品與服務(wù)。

生產(chǎn)驗證圖8 為輾環(huán)前三工位制坯得到的環(huán)形件毛坯，圖9 為輾環(huán)擴(kuò)孔后得到的毛坯，圖10 為終鍛成形后得到的成品鍛件，鍛件成形良好，未出現(xiàn)折疊。量產(chǎn)后，鍛件后續(xù)機(jī)加工達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，圖11 為機(jī)加工后產(chǎn)品。

圖3 平鍛工藝制坯工步圖及中間坯三維圖 終鍛閉式胎模鍛造工藝設(shè)計 自由鍛閉式胎模鍛造以其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)和靈活的模具結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在一些鍛件的生產(chǎn)中可以提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本，又可以做到模鍛件的精度和質(zhì)量。

圖3 三通類閥體鍛件成形過程示意此類閥體鍛件主要用于核電、火電等領(lǐng)域，具有較高的耐高溫高壓、優(yōu)秀的耐應(yīng)力腐蝕能力，根據(jù)使用環(huán)境和用戶需求，此類鍛件分為不同的通徑或磅級，外觀形狀略有差異，主要產(chǎn)品見圖4。圖4 三通類閥體鍛件實(shí)物帶主法蘭閥門閥體鍛件成形工藝帶主法蘭鍛件形狀見圖5，鍛件中體帶有法蘭，鍛件上大下小，該類鍛件必須采用水平分模工藝。

TC4-DT 鍛件自由鍛工藝研究鍛造工序后的鍛件尺寸要求見圖1，鍛造成形工步采用α+β 常規(guī)兩相區(qū)鍛造。鍛造坯料下料長度為φ300mm×(623±3)mm，坯料倒角R15mm。鍛造設(shè)備為40MN油壓機(jī)，鍛造加熱采用普通的箱式電爐，控溫精度為±10℃，坯料到溫裝爐。為防止變形熱的急劇上升，要求操作的過程中控制鐓粗或整體壓扁的壓下間隔時間、壓下量和采用中等變形速率。

圖18　組合筒模（1—筒模；2—右半模；3—沖頭；4—左半模；5—鍛件）圖19　合模合膜通常由上下模兩部分組成。為了使上下模吻合及不使鍛件產(chǎn)生錯移，經(jīng)常用導(dǎo)柱和導(dǎo)銷定位。合模多用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件，如連桿、叉形鍛件等。

如圖1 所示球面銷，精鍛面做了凹面反補(bǔ)償處理，精鍛量取0.3 ～0.5mm。冷精鍛模具(圖6)設(shè)計的關(guān)鍵在于精鍛面到承擊面的厚度，考慮鍛件常溫下塑性比較小，彈性變形大，因此該厚度按鍛件厚度的負(fù)差設(shè)計，圖1 鍛件厚度為(24±0.4)mm，精鍛模的精鍛厚度為23.6mm。

表2 中數(shù)據(jù)是鍛件熱處理后的性能試驗數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)要求數(shù)據(jù)的對比，鍛件試樣所得數(shù)據(jù)值均高于標(biāo)準(zhǔn)值要求，表明鍛件抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率、斷面收縮率均符合力學(xué)性能要求。 表2 鍛件熱處理后的性能試驗數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)要求數(shù)據(jù)的對比 在鍛件不同位置沿橫縱兩個方向獲得兩個沖擊試樣，沖擊試樣取樣位置如圖5 中的A、B 所示。

圖3 噴淋結(jié)構(gòu)圖自動線模體結(jié)構(gòu)工藝研究鍛造設(shè)備主機(jī)模體在主機(jī)結(jié)構(gòu)中起著舉足輕重的作用，承擔(dān)著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的打擊力，并且最終傳遞至鍛件，保證鍛件成形。前期主機(jī)模座上下模體配合方式為導(dǎo)柱導(dǎo)套配合，長期使用磨損后出現(xiàn)鍛件錯差，鍛件一致性差，導(dǎo)柱導(dǎo)套自身更換亦是相當(dāng)繁瑣。另外導(dǎo)柱導(dǎo)套為不分開結(jié)構(gòu)，減小了機(jī)器人送件取件空間。

圖2 翼身接頭鍛件三維造型圖 1.2 鍛件仿真成形結(jié)果 通過改變圓角半徑以及合理分配金屬體積，解決了金屬材料在圓角過渡處的折疊問題。最終，鍛件完全成形，折疊出現(xiàn)在非關(guān)鍵部位，并可以通過機(jī)加工去除，仿真成形結(jié)果如圖3所示。

轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件實(shí)物見圖1、3D 數(shù)模圖見圖2、鍛件圖主要尺寸見圖3。圖1 轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件圖2 轉(zhuǎn)向節(jié)3D 數(shù)模圖3 轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件2D 圖工藝分析主設(shè)備選擇產(chǎn)品鍛件重11.7kg，材質(zhì)42CrMo，材質(zhì)系數(shù)M1，形狀復(fù)雜系數(shù)S4。依照計算公式P=K×σ×S。

設(shè)備是為了滿足工藝需求，單臂自由鍛錘(圖4)三面開放，操作空間大，但是結(jié)構(gòu)剛性差，適合中等尺寸的法蘭盤類鍛件、空心球類鍛件的生產(chǎn)。圖4 單臂自由鍛錘雙臂自由鍛錘(圖5)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，工作開間較大，適合各種大中規(guī)格自由鍛件的生產(chǎn)，尤其是胎模鍛生產(chǎn)。

可實(shí)現(xiàn) CAD 整體模型的無縫導(dǎo)入 可在仿真中檢測出表面缺陷并在鍛模設(shè)計圖中糾正 仿真取得成功 將仿真軟件 Simufact.forming 用于上述工藝以及原材料使用重量優(yōu)化的設(shè)計中。經(jīng)常用于降低鍛造重量，減少飛邊。這也是Schmiedag所有仿真項目的目標(biāo)。與初步草案相比，通過相對少的仿真工作來研究改型，可將重量減輕10-30%。

將直徑為?669mm、高度為52mm的圓形坯料加熱以提高材料塑性，再采用反擠壓的方式將坯料擠成杯狀預(yù)鍛件，再將杯狀預(yù)鍛件鍛成碗狀終鍛件，然后將該碗形終鍛件作為旋壓坯料與加熱坯料，旋壓成旋壓件，最后將旋壓件機(jī)加工、涂裝成成品，具體過程如圖2所示。

在鐓粗/拍扁工序中，料段會有大量氧化皮脫落，若氧化皮吹掃裝置出現(xiàn)異常，可能導(dǎo)致氧化皮壓入鍛件表面，導(dǎo)致鍛件出現(xiàn)氧化皮硌傷(圖2)。圖2 氧化皮硌傷熱模鍛工序(1)鍛模橋部間隙確認(rèn)。鍛模橋部間隙是保證鍛件厚度、預(yù)終鍛存料體積比的基礎(chǔ)，其直接關(guān)系到鍛件滿模及設(shè)備打擊力等參數(shù)，因此應(yīng)定期對鍛模橋部間隙進(jìn)行確認(rèn)。(2)鍛模噴淋潤滑參數(shù)的設(shè)定。