王勇崗 徐 騫

(中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司鑄鍛鋼事業(yè)部水壓機(jī)鍛造分廠，黑龍江 161042)

筒節(jié)是壓力容器中重要的組成部分，筒節(jié)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整臺(tái)反應(yīng)器的好壞。由于筒節(jié)大部分都需要鐓粗沖孔、芯棒拔長(zhǎng)、擴(kuò)孔等工序，所以在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)飛邊、折傷、橢圓等質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致鍛件報(bào)廢。本文結(jié)合筒類鍛件的生產(chǎn)工序分析總結(jié)了筒類鍛件的幾種質(zhì)量問(wèn)題，針對(duì)這幾種質(zhì)量問(wèn)題提出了解決方案以及預(yù)防措施。

1 筒類鍛件鍛造工序

筒類鍛件鍛造工序如圖1所示。

圖1 筒類鍛件鍛造工序Figure 1 Forging process of cylinder forging

2 筒類鍛件的幾種質(zhì)量問(wèn)題

通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)跟蹤，筒類鍛件容易出現(xiàn)以下幾種質(zhì)量問(wèn)題：

(1)內(nèi)外表面出現(xiàn)凹坑、折傷；

(2)端面長(zhǎng)短不齊、壁厚不均勻；

(3)筒節(jié)端面出現(xiàn)折傷以及飛邊開(kāi)裂、飛邊折疊進(jìn)入筒身內(nèi)部；

(4)出成品后橢圓度較大。

3 產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因

3.1 筒身內(nèi)外表面出現(xiàn)凹坑的原因是：鍛件在爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱，自身產(chǎn)生較厚的氧化鐵皮，鍛造前沒(méi)有用合適的方法徹底清除氧化皮，鍛造過(guò)程中將較厚的氧化皮壓入鍛件本體造成凹坑；坯料與加熱爐墊鐵上的氧化皮粘連，鍛造前同樣是由于沒(méi)有用合適的方法去除，導(dǎo)致氧化皮壓入鍛件本體。

3.2 內(nèi)外表面產(chǎn)生折傷主要是由于鍛造過(guò)程中錘與錘的搭接量以及壓下量存在問(wèn)題所致。

3.3 鍛件出現(xiàn)長(zhǎng)短面主要存在于有拔長(zhǎng)工序的筒節(jié)。長(zhǎng)短面的產(chǎn)生主要有以下兩方面原因：由于料溫不均，在芯棒拔長(zhǎng)過(guò)程中溫度高的地方比溫度低的地方走料快而造成端面長(zhǎng)短不齊；坯料在芯棒拔長(zhǎng)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)角度太大造成漏錘，再加上每一錘的壓下量不同，最后導(dǎo)致產(chǎn)生長(zhǎng)短面。

3.4 筒節(jié)壁厚不均主要是由于坯料沖孔沖偏后，在芯棒拔長(zhǎng)和擴(kuò)孔出成品時(shí)沒(méi)有及時(shí)的調(diào)整壓下量所致。

3.5 鍛件端面出現(xiàn)折傷、飛邊開(kāi)裂以及飛邊折疊進(jìn)入筒身內(nèi)部主要是由于沖孔工序造成。折傷的

圖2 鍛件端面折傷示意圖Figure 2 The schematic drawing of end surface damage of forging

圖3 去除筒節(jié)氧化皮示意圖Figure 3 The schematic drawing of removing the scale of cylinder

圖4 專用漏沖脫附具示意圖Figure 4 The schematic drawing of special punching auxiliary tool

產(chǎn)生是由于在沒(méi)有設(shè)計(jì)專用漏沖脫附具前，漏沖脫采用兩個(gè)平臺(tái)相互配合，坯料端面和大小平臺(tái)接觸處產(chǎn)生勒痕，坯料勒痕處在芯棒拔長(zhǎng)或馬杠擴(kuò)孔過(guò)程中逐漸演變成折傷，見(jiàn)圖2。飛邊開(kāi)裂和飛邊折疊進(jìn)入筒身內(nèi)部主要是由于沖孔后毛刺沒(méi)有得到及時(shí)的處理，在后序芯棒拔長(zhǎng)和馬杠擴(kuò)孔過(guò)程中逐漸產(chǎn)生。

3.6 鍛件產(chǎn)生橢圓有以下幾方面原因：鍛件出成品火次保溫時(shí)間太長(zhǎng)，導(dǎo)致將坯料燒成橢圓，在擴(kuò)孔出成品時(shí)沒(méi)有及時(shí)的將橢圓校圓；出成品后終鍛溫度太高，成品擺放不當(dāng)，由于鍛件自重造成橢圓；擴(kuò)孔出成品時(shí)壓下量不均勻，變形不同步造成成品橢圓。

4 解決方法及預(yù)防措施

4.1 為了避免氧化皮造成的質(zhì)量問(wèn)題采取如下措施：在加熱墊鐵上鋪石棉氈，阻斷坯料與加熱墊鐵上氧化皮的粘連，但是高溫狀態(tài)下在墊鐵上鋪石棉氈比較困難同時(shí)容易造成石棉氈浪費(fèi)，這種方法適合于重點(diǎn)產(chǎn)品；利用特種吊鉗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，待筒節(jié)放置在馬架上后，將特種吊鉗合抱在筒節(jié)有氧化皮的部位，操作車(chē)夾持馬杠反復(fù)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)筒節(jié)旋轉(zhuǎn)將粘連的氧化鐵皮刮下，見(jiàn)圖3。

4.2 為了避免由于料溫不均造成筒節(jié)在芯棒拔長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)長(zhǎng)短面和坯料被燒成橢圓的情況，可以采用將坯料保溫一定時(shí)間后，旋轉(zhuǎn)一定角度再進(jìn)行保溫。

4.3 為了從根本上解決筒節(jié)端面折傷、飛邊開(kāi)裂以及飛邊折疊進(jìn)入筒身本體等質(zhì)量問(wèn)題，采用以下措施：設(shè)計(jì)專用漏沖脫附具徹底避免端面折傷的產(chǎn)生，見(jiàn)圖4；坯料沖孔(芯棒拔長(zhǎng))結(jié)束后采用吹氧(氣割)的方式將飛邊徹底清除。

4.4 筒節(jié)出成品后由于自重將會(huì)使橢圓度增大，所以采用立料裝置將出成品后的筒節(jié)豎立放置。

4.5 相對(duì)進(jìn)給量和單道次壓下量是鍛造時(shí)的重要參數(shù)，相對(duì)進(jìn)給量b/h(b為砧寬；h為坯料高度)太小或太大都容易產(chǎn)生折傷，所以鍛造時(shí)相對(duì)進(jìn)給量應(yīng)最好滿足0.5～0.85。均勻的壓下量可以有效地避免壁厚不均、端面長(zhǎng)短不齊等質(zhì)量問(wèn)題。

[1] 姚澤坤.鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計(jì).西北工業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[2] 俞漢清.陳金德.金屬塑性成型原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.