孟相利 趙 欣

(中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司大型鑄鍛件研究所，四川618000)

大型空心法蘭鍛造成型新工藝

孟相利 趙 欣

(中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司大型鑄鍛件研究所，四川618000)

采用芯棒拔長(zhǎng)的方式鍛造大型空心法蘭，成功解決了法蘭鍛件超聲檢測(cè)不合格的問(wèn)題，有效保證了鍛件內(nèi)部質(zhì)量。

大型空心法蘭;鍛造;芯棒拔長(zhǎng)

某大型水電機(jī)組法蘭鍛件尺寸見(jiàn)圖1，鍛件重量64 t。該法蘭不僅尺寸較大，而且鍛件超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于EN10228—3質(zhì)量等級(jí)3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)水電JB/T1270—2002標(biāo)準(zhǔn)要求。常規(guī)鍛造工藝是在模具內(nèi)鐓粗成型法蘭Ⅰ部，但容易在鍛件內(nèi)部形成片狀或密集缺陷，造成超聲檢測(cè)超標(biāo)。超標(biāo)缺陷主要集中在Ⅰ部法蘭高度中間和內(nèi)壁直徑方向1/3壁厚部位，見(jiàn)圖1。

圖1 法蘭鍛件尺寸和超標(biāo)缺陷簡(jiǎn)圖Figure 1 Sketch of the flange forging and unacceptable defects

通過(guò)采用芯棒拔長(zhǎng)的方式鍛造成型大型空心法蘭新工藝，成功解決了大型空心法蘭鍛件超聲檢測(cè)超標(biāo)的問(wèn)題。

1 大型空心法蘭傳統(tǒng)鍛造工藝存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)鍛造工藝見(jiàn)圖2。鍛造過(guò)程中第Ⅲ火次是在模具內(nèi)以鐓粗為主變形成型法蘭Ⅰ部，該工藝容易產(chǎn)生類似層狀缺陷導(dǎo)致超聲檢測(cè)不合格。

圖3 新工藝示意圖Figure 3 Flow chart of new forging process

2 鍛造成型新工藝

為了解決大型法蘭鍛件超聲檢測(cè)難合格的問(wèn)題，我們采用了芯棒拔長(zhǎng)鍛造成型空心法蘭新工藝，見(jiàn)圖3。新工藝的關(guān)鍵在于采用芯棒拔長(zhǎng)成形法蘭，避免了常規(guī)鍛造方法以鐓粗為主變形成形法蘭所存在的應(yīng)力狀態(tài)，有效避免了層狀缺陷的產(chǎn)生。實(shí)踐和理論證明，當(dāng)鍛件的高徑比小于1時(shí)，在鐓粗時(shí)，存在靜水壓力區(qū)和剪應(yīng)力區(qū)。經(jīng)理論分析在剪應(yīng)力區(qū)容易萌生橫向裂紋，產(chǎn)生層狀缺陷，使餅類鍛件無(wú)損檢測(cè)合格率低［1］。

3 討論

傳統(tǒng)工藝鍛造此類法蘭時(shí)，在模具內(nèi)以鐓粗為主變形成型法蘭Ⅰ部，存在剪應(yīng)力區(qū)，容易產(chǎn)生層狀缺陷導(dǎo)致超聲檢測(cè)不合格。改進(jìn)后的新工藝采用芯棒拔長(zhǎng)的方式鍛造成型空心法蘭，則避免了這一問(wèn)題。

因法蘭Ⅱ部長(zhǎng)度短，若Ⅱ部直接分料，分料長(zhǎng)度太短，拔長(zhǎng)Ⅱ部時(shí)端面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的凹心，很難保證Ⅱ部鍛件尺寸。為了保證Ⅱ部的鍛出條件，或者滿足Ⅱ部的分料長(zhǎng)度，新工藝一般采用一支鋼錠鍛出兩件法蘭的工藝模式。通過(guò)兩個(gè)Ⅱ部相連滿足Ⅱ部的分料長(zhǎng)度。若生產(chǎn)中只有單件法蘭，Ⅱ部也可以與相同內(nèi)外徑的筒體相連來(lái)滿足Ⅱ部的分料長(zhǎng)度。

4 結(jié)論

(1)新工藝采用芯棒拔長(zhǎng)的方式鍛造空心法蘭，成功解決了大型空心法蘭鍛件超聲檢測(cè)難合格的問(wèn)題，有效保證了鍛件內(nèi)部質(zhì)量。

(2)新工藝不需要鍛造成型法蘭鍛件的專用模具，節(jié)約了毛坯成本。

［1］ 劉助柏.塑性成形新技術(shù)及其力學(xué)原理.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995:14-17.

編輯 肖紅原

New Forge Process for Large Hollow Flange

M eng Xiangli，Zhao Xin

By using the core bar drawingmethod to forge the large hollow flange，the flange forgings have been ultrasonic tested and acceptable，which effectively assure the internal quality of the forgins.

large hollow flange;forging;core bar drawing

TG316

B

2013—09—13