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        淺談盤餅狀鍛打件的成型工藝
        - 2022-03-12-

          鋁合金盤餅狀鍛打件廣泛應用于航空航天領域,近年來,為了減少重量,這些零件大多被設計為形狀復雜的整體結構零件,對鍛造精度和組織性能的要求越來越高。對于一些重要的受力構件,還需要根據鍛件的幾何形狀分布鍛件的流線。上述要求使得形狀復雜的鋁合金盤狀和餅狀鍛件的制密成形過程更加復雜和困難。由于鋁合金的鍛造溫度范圍較窄,通常只有70℃,如果溫度過低或操作時間過長,坯料溫度(尤其是長耳、薄腹板和高肋處)會迅速下降,這不僅會增加材料的變形抗力,降低材料的塑性,還會產生粗晶、表面和內部裂紋、折疊等缺陷,因此不能滿足航空航天領域對鍛件的要求。等溫模鍛相當適合成形形狀復雜的制密鍛件,鍛打件的金相組織均勻,性能良好。

          等溫模鍛是一種可以實現少切屑加工和制密成形的新工藝。其主要特點是:在模鍛開始時,模具和不良材料具有相同的溫度,鍛壓機按預先選定的低值施加壓力,并根據坯料的變形阻力自動調整壓力機的速度。該工藝相當適合鍛造形狀復雜、投影面積大的零件,因為變形率相當低,且工件與環境溫度保持長時間隔離,可以將溫度變化降到越低。由于復雜鍛件的成形是一個相當復雜的金屬流動過程,如果工藝方法不當,即使采用等溫鍛造方法,也會出現折疊、流線紊亂等缺陷,嚴重時會出現通流和通補強,這將相當大地影響鍛打件的使用性能。計算機的應用,格外是有限元數值模擬,為等溫鍛造工藝方案的制定和工藝參數的優化提供了重要的幫助。有限元數值模擬已成為產品制造業不可缺少的輔助工具。

          以復雜盤餅鋁合金鍛件為例,采用試驗與有限元數值模擬相結合的方法,研究了該類鍛件等溫制密模鍛成形過程及變形規律。通過對鋁合金環形座椅模擬器的仿真和試驗,得出如下結論:

         ?。?)在模鍛后期,型腔金屬過剩和金屬沿徑向流動過快是復雜盤形和餅狀鍛件折疊和流線紊亂的主要原因。制坯前應進行嚴格的毛坯計算,預制件上的體積分布應與終鍛的體積分布相匹配,以防金屬流動不均勻造成折疊、流線紊亂等缺陷。

         ?。?)模鍛時應避免剪切變形,以避免粗晶缺陷。

         ?。?)不合理的預鍛工藝是終端鍛打件產生流線型露頭缺陷的主要原因。在預鍛過程中,應增加鐓粗變形或增加不良材料與模具接觸面之間的摩擦阻力,以獲得更多的徑向流線,從而防范流線露頭的發生。

        淺談盤餅狀鍛打件的成型工藝

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