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按照制坯→模鍛→熱處理→粗加工的工藝路線生產(chǎn)盤鍛件，粗加工后在鍛件上切取試環(huán)進(jìn)行力學(xué)性能測試，用于重復(fù)熱處理的鍛件實(shí)物如圖1所示，在半件鍛件全表面噴涂某T系列防護(hù)涂層，涂層厚度0.1～0.3mm，并在鍛件上劃線區(qū)分噴涂區(qū)域和未噴涂區(qū)域。

圖8 鍛件優(yōu)化后模鍛工藝方案結(jié)束語針對大型鍛件模鍛工藝開發(fā)設(shè)計，借助DEFORM有限元模擬分析軟件，通過模擬分析整個鍛件成形過程，可以提前發(fā)現(xiàn)鍛件質(zhì)量隱患并進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，找出最佳的模鍛工藝設(shè)計方案，縮短開發(fā)周期并降低開發(fā)成本，使鍛件產(chǎn)品質(zhì)量得到可靠保證。

表1 前期風(fēng)電增速箱鍛件制造中可能出現(xiàn)的問題及原因分析風(fēng)電增速箱鍛件制造質(zhì)量控制 為滿足客戶對風(fēng)電增速箱運(yùn)行可靠性及使用壽命的要求，必須對增速箱鍛件的生產(chǎn)制造過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。風(fēng)電增速箱鍛件質(zhì)量問題的判斷 風(fēng)電增速箱鍛件的內(nèi)部質(zhì)量、力學(xué)性能和本質(zhì)晶粒度是產(chǎn)品的關(guān)鍵控制點(diǎn)。

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。

航空發(fā)動機(jī)用機(jī)匣類鍛件多為關(guān)重件，其品質(zhì)關(guān)系到發(fā)動機(jī)工作的安全性和可靠性。查閱了小型鍛造廠10 余批機(jī)匣鍛件的生產(chǎn)檔案記錄，發(fā)現(xiàn)鍛件所用原材料相變點(diǎn)在1007 ～1028℃范圍內(nèi)變化，鍛造溫度均為相變點(diǎn)下35℃，且在鍛件生產(chǎn)過程中加熱溫度始終保持不變，所生產(chǎn)的鍛件存在組織性能匹配不良，甚至高溫強(qiáng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)象，這影響到了發(fā)動機(jī)用鍛件的安全使用。H. J. Henning &P. D.

鍛造過程要求應(yīng)在壓力足夠的壓機(jī)上鍛造，使鍛件整個截面充分地鍛透；應(yīng)盡可能保持鍛件的軸線與鋼錠的軸心線重合；鍛件的汽輪機(jī)端應(yīng)相當(dāng)于鋼錠較清潔的一端。熱處理要求(1)預(yù)備熱處理。整個鍛件完工后必須進(jìn)行正火和回火處理。(2)性能熱處理。性能熱處理為淬火和回火，應(yīng)均勻加熱到高于上臨界溫度的一個溫度，保溫足夠長時間，達(dá)到完全奧氏體，然后水淬。內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變后進(jìn)行回火，以達(dá)到規(guī)定的性能。

基于重型花鍵軸鍛件重量大、柄部長的特點(diǎn)，通常采用對棒料整體加熱后，使用1000t 摩擦壓力機(jī)整體式大模具(圖2)鍛打成形的生產(chǎn)工藝。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。

鍛件工藝分析及工藝路徑的制定齒環(huán)(中間軸)類鍛件屬于工程機(jī)械類鍛件，鍛件材質(zhì)20CrMnTi，鍛件外圓直徑408mm，內(nèi)孔直徑250mm，鍛件高50mm，鍛件重量24.2kg。鍛件示意圖如圖1 所示。鍛件復(fù)雜系數(shù)CV=0.47，CA=45.7，CA 值較大，模鍛時需轉(zhuǎn)移的金屬量較大，成形時所需要的力和能量都較大，成形具有一定難度。

目前，大型半軸鍛件使用一臺設(shè)備或一個工藝成形比較困難，無法滿足異形鍛件成形需求。我公司根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新性布局，獨(dú)創(chuàng)1250t 平鍛機(jī)頂鐓工藝制成中間坯聯(lián)合3t自由鍛錘閉式胎模鍛造的新工藝，實(shí)現(xiàn)大型半軸的大批量生產(chǎn)，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益。工藝設(shè)計 工藝方案分析及確定 本文所要討論的大型半軸鍛件三維造型如圖1所示。

⑶在較大截面或大型TC4-DT 自由鍛件在大變形鍛造之后，由于變形不均勻，冷卻速度不均勻，晶格缺陷和位錯密度增高或畸變能增高等綜合因素，在β相區(qū)加熱和冷卻后，為個別晶粒的粗大提供了條件。對于較大截面或大型的TC4-DT 自由鍛件應(yīng)避免采用β 相區(qū)加熱的熱處理工藝。

以前是先制作模具，然后根據(jù)熟練工人所掌握的知識進(jìn)行鍛件試驗(yàn)。這種方法需要三到四個改型。如今借助仿真，最多只需要兩個改型就可以得到滿意的結(jié)果。 盡管未來還需要對大型曲軸的整體制造工藝做進(jìn)一步完善，但目前可以說，使用成型仿真技術(shù)不僅能顯著簡化并加速初步編排和制造工藝，而且能提高成本效率。

環(huán)鍛件外異型模擬視頻

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。垂直分模時，鍛件成形過程所需要的合模載荷由水平缸提供。

精整工序：減少鍛件表面缺陷的工序，如清除鍛件表面凹凸不平及整形等。

故采用熱精整冷精鍛的工藝替代切削加工，從而提高球面銷的精度和表面粗糙度，使鍛件表面硬化，提高耐磨性。圖1 球面銷鍛件示意圖球面銷工藝分析 球面銷在鍛造生產(chǎn)中對工藝和模具設(shè)計有一定的要求。鍛件的材料為40Cr，經(jīng)初步估算，鍛件重約3.1kg。鍛件長200mm，中間球狀直徑約78mm，兩端為扁平結(jié)構(gòu)，交接處有臺階，這決定了只能采用臥式鍛造。

表2 中數(shù)據(jù)是鍛件熱處理后的性能試驗(yàn)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(yàn)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。

大鍛件是相對概念，分大型模鍛件、大型自由鍛件、大型環(huán)形件和大口徑厚壁無縫管件。使用8MN以上自由鍛液壓機(jī)或30kN以上自由鍛錘生產(chǎn)的自由鍛件稱為大型自由鍛件。使用60MN以上模鍛壓力機(jī)、80MN以上模鍛液壓機(jī)或100kN以上模鍛錘生產(chǎn)的模鍛件為大型模鍛件。大型鍛件主要用于電力、冶金、石化、船舶、機(jī)車車輛、模具、航空航天、兵器、重型機(jī)械、交通運(yùn)輸設(shè)備、礦山機(jī)械、通用機(jī)械等行業(yè)。

凸緣是指容器開孔處的一種聯(lián)接件，當(dāng)需要緊湊連接并保證剛度時，可用短而厚的凸緣來代焊接管。近年來凸緣件使用廣泛，具有廣闊的市場價值。由于容器凸緣件整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，縱深較大，壁厚較薄，鍛造成形具有很大的困難，易出現(xiàn)充型不滿的情況。 對于凸緣等類型的零件，很多學(xué)者進(jìn)行了研究。崔海峰等分析不同凹度下外圈密封圈安裝面和溝道的變形，結(jié)果表明外圈凸緣安裝面凹度有助于改善外圈安裝變形。鄢光旭等針對該帶增厚凸緣的離合器轂體

常規(guī)冷鍛工藝下鍛件切削量大，難以保證鍛件流線完整，所以使用Pro/E widefire軟件進(jìn)行預(yù)鍛件三維實(shí)體造型。 零件是終鍛件通過機(jī)加工后獲得的，故終鍛件腹板和兩端都加厚3mm；同時將腹板上、下面臺階包裹，簡化零件筋輪廓，簡化后尺寸為655mm×256mm×18lmm。

吹掃的目的是確保凸模型腔內(nèi)無積存氧化皮等異物；冷卻的目的是保證模具溫度在一定范圍內(nèi)，避免溫度過高導(dǎo)致模具粘料造成鍛件硌傷。(3)頂料裝置檢查。定期檢查頂料裝置是否正常頂出及回位，避免因頂料桿不能正常工作導(dǎo)致鍛件缺陷或鍛件點(diǎn)位變化。冷卻工序鍛件的冷卻是保證鍛件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。其冷卻方法主要有三種：(1)空冷。在無風(fēng)的空氣中，放在干燥地面上冷卻。(2)坑冷。