任 猛 董金雷 陸海新 顧建勛

(亞洲重工集團(tuán)有限公司，江蘇214128)

典型鍛件無(wú)模成形工藝

任 猛 董金雷 陸海新 顧建勛

(亞洲重工集團(tuán)有限公司，江蘇214128)

介紹了三種特殊鍛件的鍛造成形技巧。在不使用任何模具的情況下，鍛造成形操作簡(jiǎn)捷、方法巧妙的、節(jié)省材料，其工藝方法值得推廣和借鑒。

鍛件;無(wú)模具;成形工藝

在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，隨著鍛造技術(shù)的不斷提高，企業(yè)為追求更高的材料利用率，涌現(xiàn)了各種實(shí)用新技術(shù)。在大型液壓機(jī)鍛造過(guò)程中，適當(dāng)設(shè)計(jì)和使用一些胎膜、漏盤等，可以減少加工余量、節(jié)省材料及降低生產(chǎn)成本，但是模具費(fèi)用會(huì)提高，生產(chǎn)周期也會(huì)加長(zhǎng)。有時(shí)候如果僅從工藝設(shè)計(jì)的角度，通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)、充分運(yùn)用金屬流動(dòng)的規(guī)律，也能夠達(dá)到意想不到的效果。這種例子在實(shí)際生產(chǎn)中有很多，本文介紹了大型球體、吊鉤和形狀較為復(fù)雜的收口管箱座三種不同類型鍛件的無(wú)模成形工藝。

1 大型球體鍛件無(wú)模成形工藝

2001年宏達(dá)重型鍛壓廠承接了某航天機(jī)械公司的兩件大型球體鍛件，球體材料為45#鋼，產(chǎn)品重量5 908 kg，鍛造鋼錠8 t，球體鍛件直徑?1 100 mm。在此之前，許多水壓機(jī)廠家都沒(méi)有生產(chǎn)該類鍛件的經(jīng)驗(yàn)，所以通常會(huì)首先想到制作一個(gè)半球形的胎膜。但是如果制造加工胎膜，不僅周期長(zhǎng)，而且成本也很高，難度較大。我們根據(jù)金屬的成形原理和流動(dòng)規(guī)律，制定了如表1所示的新工藝過(guò)程，結(jié)果順利完成生產(chǎn)。鍛件最后的形狀為無(wú)數(shù)小平面組成的多棱球體，經(jīng)過(guò)鍛后熱處理，超聲檢測(cè)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大于?1 mm缺陷。

表1 大型球體鍛件的無(wú)模鍛造工藝Table 1 No-dies forging process for large sphere forging

以上的工藝過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，第一階段是根據(jù)有效壓實(shí)鍛造法工藝準(zhǔn)則［1］，首先考慮壓實(shí)鍛透;第二階段則是成形。在球體成形的最后階段，只要按照水壓機(jī)標(biāo)尺的劃線高度，用夾鉗翻轉(zhuǎn)鍛件、反復(fù)壓棱，最終會(huì)自然形成一個(gè)由無(wú)數(shù)小平面組成的球體。在成形過(guò)程中，有的棱角由于溫度逐漸降低，開(kāi)始呈暗紅色，甚至黑色，但是隨著形狀不斷接近球形，表面溫度相對(duì)均勻化，棱角溫度又會(huì)提高。當(dāng)鍛件完工后，由無(wú)數(shù)個(gè)小平面組成的球體，看上去閃閃發(fā)光，在黑夜中顯得蔚為壯觀。

表2 吊鉤鍛件的無(wú)模鍛造工藝Table 2 No-die forging process for the hook forging

表3 收口管箱座的無(wú)模鍛造工藝Table 3 No-die forging process for end shrinking channel box

2 吊鉤鍛造的優(yōu)化工藝

傳統(tǒng)的吊鉤鍛造工藝，都是先壓把、鐓粗、拔出扁方后卡臺(tái)、滾出鉤柄、熱割成形。這種做法比較浪費(fèi)材料，加工余量也很大。因?yàn)榭ǔ鲢^柄的臺(tái)階時(shí)，由于臺(tái)階差太大，實(shí)際上只能鍛成斜面。根據(jù)金屬的流動(dòng)規(guī)律，在鋼錠壓把時(shí)，先將鉤柄部分85%左右的料壓在鉗把上，隨后在壓制扁方的鐓拔過(guò)程中，每次鐓粗時(shí)又會(huì)有一部分材料擠入鉗把，最后滾圓鉗把時(shí)，剛好能夠鍛造成形。所以，在鍛造一個(gè)5 t左右的吊鉤鍛件時(shí)，新的工藝方法往往就會(huì)比老方法減輕鍛件重量1 t多。對(duì)于材料20 mn，重10 330 kg，鋼錠16 t的吊鉤鍛件，其新的鍛造工藝如表2所示。

3 收口管箱座的無(wú)模鍛造工藝

收口管箱座的形狀稍為復(fù)雜，一端的開(kāi)口較大，另一端的開(kāi)口又比較小，而且內(nèi)外壁帶有斜度(上窄下寬)。所以通常都是要先制造加工一個(gè)相應(yīng)尺寸的內(nèi)模，在鍛造、制坯后，再將坯料套上去成形。

2003年，某企業(yè)接到3種不同規(guī)格尺寸的管箱座鍛件緊急訂貨，管箱座材料 20MnMo，重12 567 kg，鋼錠18 t。由于交貨期較短，不可能制做加工3個(gè)不同尺寸的模具。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，巧妙地設(shè)計(jì)了新的鍛造工藝，如表3所示，在不使用任何模具的情況下，控制成形操作過(guò)程，順利完成交貨。

從管箱座最后成形的操作工藝中可以看出，使用上平砧、下轉(zhuǎn)臺(tái)，窄進(jìn)砧旋轉(zhuǎn)壓筒體的上端，會(huì)使材料向內(nèi)孔和外徑兩個(gè)方向流動(dòng)。然后再滾外圓時(shí)，進(jìn)一步將金屬趕向內(nèi)孔，而筒體的下端面基本是不變形的(必要時(shí)可適當(dāng)噴水冷卻)。這樣反復(fù)3次左右，就可以實(shí)現(xiàn)鍛件的形狀要求了。

4 結(jié)論

(1)巧妙利用金屬的流動(dòng)規(guī)律，僅用自由鍛造的方法，在許多情況下也可以生產(chǎn)出復(fù)雜鍛件。

(2)鍛造工藝的優(yōu)化，可以大大降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期。

［1］ 任猛，等.有效壓實(shí)鍛造法工藝準(zhǔn)則及應(yīng)用.大型鑄鍛件，2013(4):47-50.

編輯 李韋螢

Typical Forging Forming Processwithout Dies

Ren M eng，Dong Jinlei，Lu Haixin，Gu Jianxun

Forging forming techniques for three types of special forgings are presented in this paper.Under the circumstances without any dies，forge forming operation is simple，skillful，and cost saving，this forge processmethod is worth spreading and referencing.

forging;without dies;forming process

TG316

B

2013—05—13