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隨著鋼鐵、能源、石油化工所需鍛件重量、尺寸的增大，鋼錠的重量不斷增加，防止或減少鋼錠內(nèi)部的冶金缺陷變得更加困難。另一方面由于鋼錠重量尺寸的增大，水壓機噸位在相對減小，鍛件的質(zhì)量標準又在不斷提高。用傳統(tǒng)的鐓粗、拔長變形工藝來打碎鋼錠內(nèi)部的鑄造組織、修復(fù)內(nèi)部的冶金缺陷已不能滿足鍛件的質(zhì)量要求。拔長、鐓粗是大型鍛件鍛造中應(yīng)用最廣泛的兩個工步，拔長與鐓粗相比，由于坯料變形部分的體積小，變形量大，缺陷區(qū)域應(yīng)力高；因而拔長是打碎鑄造組織，修復(fù)冶金缺陷的主要工步。下面介紹一種大型鍛件鍛造拔長新工藝：凹面砧拔長新工藝。
鍛造變形過程中，由于摩擦和溫度梯度的影響，在工具和鍛坯接觸區(qū)域的附近總是或大或小地存在一個難變形區(qū)。難變形區(qū)的大小與形狀對鍛件內(nèi)部的變形分布和應(yīng)力狀態(tài)有重要的影響，因而影響著鍛件的質(zhì)量。拔長時，在砧子與鍛坯的接觸區(qū)域附近存在難變形區(qū)，它的壓下方向與軸線垂直，由于鋼錠的冶金缺陷沿軸線附近存在，拔長工步中，應(yīng)在沿軸線附近的區(qū)域形成大的變形量和良好的應(yīng)力狀態(tài)，有利于鋼錠的冶金缺陷的修復(fù)。鍛坯與砧子的接觸區(qū)域存在難變形區(qū)正好符合拔長工步的這一變形特點要求，從變形的角度分析，當鍛坯與砧子的接觸區(qū)域存在難變形區(qū)時，則心部區(qū)域變形量必然大；從應(yīng)力的角度分析，拔長工步中，由于存在剛端約束，當心部金屬流動速度大時，為保持變形體的連續(xù)性，上下兩難變形區(qū)必然通過剛端阻礙軸線附近處金屬的流動，從而在心部造成較大的軸向壓應(yīng)力。因此，在鍛坯與砧子的接觸區(qū)域存在難變形區(qū)對修復(fù)鋼錠的冶金缺陷是有利的，且難變形區(qū)越大，效果越明顯。根據(jù)以上分析，將砧子的底平面改為中間略有凹度的曲面，能增大砧底處的難變形區(qū)。這種砧子底面為凹曲面的拔長工藝，稱為凹面砧拔長。研究證明，凹面砧拔長在疏松壓實、空洞體積閉合方面都好于普通砧拔長。與現(xiàn)有其他特殊鍛造方法相比，凹面砧拔長有應(yīng)用方便、適用范圍廣的優(yōu)點。 |