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辽宁大型钢锭锻造工艺的现状与发展

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辽宁大型钢锭锻造工艺的现状与发展

发布日期:2017-03-23 作者: 点击:

辽宁锻造是属于繁w劳动的工艺过程。同时,机器制造业的发展,要求提高大型机器零件的质量,并要求在生产中尽可能得到巨大的经济效益。降低金属消耗,是和改善钢键质量,改进钢锭外形和降低工艺废料联系着的,这是科学和生产所面Ili的主要任务之一。因此,特别要注意研制能保证高质量锻件的特殊形状的钢锭。众所周知,随着钢锭重量的增加,金属的不均匀性也随之增加。因it,目前都在探寻消除不均匀性增长的途径,与此有关的是增加钢键锭身锥度和降低钢锭的相对高度。然而,减少钢锭的相对高度,会增加切头去尾量,并给钢锭中心的锻透造成了0外的困难。为了镶造这样的钢锭,要求有不进行擞粗的新工艺过程图。锻造钢锭的发展趋势,在于进一步完善钢锭的形状,使其适用于锻件的尺寸和外形。主要的是要改变钢锭的冒口、水口及横截而。人们曾试图大量采用冒口比例小的钢锭;浇铸了一些冒口重量为15-18%的钢’锭,来代替冒口重量为20-25%的钢锭。但这不能被认为是很适当的,因为在锻造过程中,投有把握将冒口下面的疏松去掉。在大家所知道的一些著作中,对钢锭底部杯状水口部份变化的可能性进行了研究,其目的是为丫减少底部切尾量。从而促证减少制作w件时的金属消耗。有人提出用有四形底部钢锭代替有杯形底部钢锭。这种有凹形底部的形状,对空心镶件和实ALI镶件都进行了试验,对于空心锻件来说,可节约金属5-7%,对于实心锻件来说,可节约金属4%。但是,这些著作的作者,没有考虑到钢锭模底盘的寿命。在浇铸时不加垫衬,这将降低底盘寿命。改变钢锭模结构及其制造费用应与锻造时所得到的效益相比较。如果带凹形底部的钢tt的平衡是良好的,则就能得到效益。从心部锻透这个观点来说,三瓣形钢锭是值得注意的。但是,必须从制造和利用钢锭模的观点,在经济_L提出其使用的很据,并考虑到,在使用凸形砧拔长的初步工序片,即可获得三瓣形的截面形状。改变钢键水口的杯形底部后,即可减少钢锭水口端的去尾量。如果杯形向锭身过渡的半径大于杯的高度,则t粗时就不必切掉底部。较大的过渡半径,可以消除锻粗时金属的压人现象。这样,保证了镶件质量,而杯形部分的金属,在切料头时即可切掉,这种情况通常是不可避免的。这种杯状结构的水口部份,能将金属消耗降低3-4%,而不减少水口一寿命。采用特殊的钢锭锭形,同样是值得尝试的。用无冒口钢锭制造空乙镀件的效果是很好的,无RA钢锭是浇注在侧锥度的、用冷却器代朴冒口的钡le模内的。(参见图1)。在这种情况下,缩孔集中在钢键锭身的中心.保证在缩孔周围有一个高质量的金属那。这种钢锭在K粗时,可使缩孔的得到焊合,或减少缩孔all原有尺寸。这样,在冲孔时,缩孔缺陷就可完全去掉。这种工艺可大量降低金属消耗。金属消耗系数从1_6~二.冬降至工.25-1.3的范围内,这等于每一吨锻件节约200^300公斤金属。完善锻造钢锭的形状—这是提高锻造生产效率最有发展前途的方向之一。而冷却器则保证钢锭上部快速地结晶,井在扶长和徽粗之前,应该认为取消钢rL的倒棱工序,是提高钢键锻造生产率的备用方案。钢键倒棱的目的,是提高铸造金属表面层的机械性能,防止其快速冷却和降低塑性,事实上,在倒棱工序中小的压下量对金属的机械性能的影响,是不重要的。同时,也没有观察出碘铆和低合金iff钢锭棱角处的塑性性能,有什么急剧的降低。多年以来,不it棱锻造的经验表明,沿着钢锭的各棱,从未发生断裂的情况。与经过倒棱的锻件相比,未经倒棱的锻件表面缺陷的数量并未增加。因此,这道工序是具有传统的性质,而不具有工艺的性质、在高合金钢的不倒棱锻造方面,目前尚无经验。应该认为锻造大型和特大型钢键而不徽粗,是发展锻造生产的特征。现在使用凸型砧沿铆锭轴线压下,使用的例子,只用一个上凸型砧的,和用上下两个凸型砧的‘这种冶金附具的成功使用,证明了这种工艺具有发展前途。不例梭和不嫩粗,大大地减少了锻造周期,并减少了火次和火耗。最近的将来,在关于研究最合适的砧子形状,压下量与钢锭重量和截面的关系,压下方法与成品锻件质量之间的关系方面,必须找出解答。从使用自动化的镶造成套设备的观点出发,广泛地采用这种工艺是合理的,在锻造车间引进这种锻造成套设备,是首要的任务。计算变形过程的可能性,是锻造生产的一项特殊任务,这种计算能将能耗减至最低限度,并R工艺师能计算适合于任何具体锻件TJ压下次数和压下量。众所周知,任何热金属变形.都伴随着强化,在锻造温度区间产生的强化,与该温度的金属理服极限相比,可达S050/0和5。%以上。但在高ffi变形时。会产生去强化过程,这一过程在变形I寸来不及进行。但在两次压下之间或锻造完毕以后,去强化过程仍继续进行:在锻造后经过60-120沙,钢的去强化过趣通常就结束-r,图2所示的典型去强化曲线证实了这一点。可以看出,在不r的变形速度下,变形抗力是不同的。在变形结束后;应力开始降低或发生去强化。经过一段时间后,应力达到常数;即达到屈服极限的最低值,低于该数值时,塑性变形即无法进行。囚此变形抗力0一a:十Cv其中,C7.-屈服极限,。,—强化对于每种金属来说,屈服极限是强度特性。它只与温度有关。变形抗力取决子变形速度、变形程度(变形量)和各次压下之间的时间间隔。考虑这种情况时,可以制定能保证最小变形抗力的压下制度,从而,能正确地选用设备。同时,可以产生汁算最低能-k消耗的工艺过程的可能性。在已知温度卜,用拉力试捧可容易地确定金属的屈服极限(参见图2)。如果在最高温度下进行试捧的试验,则有可能用这个试样的阶tB式冷却,来确定较低温度下的MIT服极限〔参见图3)。图4表示某些钢种的屈服极限曲线与温度的关系。图中,r变形—变形时间:最佳—两次压下间最佳间隔时间。已经确定:在奥氏体状态下,变形抗力与相应的屈服极限的比例是一个常数,即二二。oust(常数)口r在这一基础匕,绘制了钢种的相对强化的一曲系列线(参见图5)。根据变形速度和变形程度,从上述的关系式,即可找到变形抗力。在锻造时和特别在各次压下之间的间隔时间的实际过程中,金属可能冷却,从而增加了变形抗力(参看图6)。因此,设计的压下制度与压下次数,必须保证最小的能耗,即在最小的变形抗力时,开始下一次的压下。除了节约能量以外,这种压下制度,有利于提高塑性,从而能达到最大的可能压下量,这是因为变形是在去强化时开始的。在使用自动化的锻造综合设备时,这种计算压下量的方法是必需的。在现实的温度条件下,考虑去强化的规律性,可以在自动化锻造时,确定活动横梁的空程量的大小,并保证锻件高度尺寸的准确性。

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