文/袁志明·淮安方圓鍛造有限公司

淺析鍛造原材料下料過(guò)程控制

文/袁志明·淮安方圓鍛造有限公司

鍛造生產(chǎn)過(guò)程分為下料、加熱和鍛造。其中下料是鍛造生產(chǎn)過(guò)程中第一道工序，也是產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)流程中質(zhì)量控制的第一步。鍛坯下料是鍛造前的準(zhǔn)備工序，下料之前先進(jìn)行算料，鍛造用原材料估算的基本原理是“體積不變定律”。即：去除氣孔、縮孔、疏松以及燒損等因素的影響，認(rèn)為鍛造變形前的坯料體積等于鍛造變形后體積。因此下料是根據(jù)圖紙計(jì)算出毛坯重量（即所需要原材料）后，通過(guò)某種方法把大塊的原材料分割成所需要的小塊原料的一道工序。

鍛造用原材料常以軋制材料、鍛制材料、連鑄材料和鋼錠四種形態(tài)供應(yīng)。中小型鍛件常使用軋制材料和鍛制材料，大型鍛件則使用連鑄材料和鋼錠。通常下料方法有剪切、冷折、鋸切、車削、砂輪切割、剁斷等，各種下料方法都有各自特點(diǎn)，根據(jù)材料的性質(zhì)、尺寸大小、批量和對(duì)下料質(zhì)量的要求而定。

我公司以帶鋸床下料為主要下料方法。鋸切能切斷橫斷面較大的原材料，雖然生產(chǎn)率較低，鋸口耗損大，但因?yàn)橄铝暇_，切口平整，因此它是一種主要的下料方法。本文主要關(guān)注的是：在原材料下料過(guò)程中，如何保證下料件質(zhì)量。

原材料的選擇

目前我公司鋼錠利用率為83%，連鑄坯利用率為97%，軋制材料和鍛制材料利用率為98%。鋼錠是由冒口、錠身和底部組成，鋼錠內(nèi)部缺陷主要集中在冒口、底部和中心部位。其中冒口和底部作為廢料應(yīng)予以切除。因此鋼錠利用率沒(méi)有其他形態(tài)原材料好。同時(shí)下料質(zhì)量控制穩(wěn)定度也沒(méi)有其他形態(tài)原材料好。在有條件的情況下，下料對(duì)象最好是連鑄坯、軋制材料和鍛制材料（圖1）。

圖1 下料對(duì)象

下料件表面和內(nèi)部質(zhì)量的控制

在選料過(guò)程中，操作者首先對(duì)原材料進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)表面是否有折疊、裂紋、皮下氣泡、結(jié)疤等，若存在，則要進(jìn)行表面打磨，在下料過(guò)程中，操作者要仔細(xì)觀察原材料鋸口端面心部是否存在中心疏松和中心裂紋，這些都嚴(yán)重影響鍛坯質(zhì)量，甚至出現(xiàn)產(chǎn)品報(bào)廢。操作者在操作層面上，要控制好鋸床轉(zhuǎn)速和下行速度，避免使用斷齒鋸條和鈍口鋸條，這樣容易造成原材料鋸口不平整，增加下道生產(chǎn)工序步驟，同時(shí)造成鍛造毛坯產(chǎn)生折疊現(xiàn)象，而且對(duì)鍛造設(shè)備產(chǎn)生不利影響。總之確保下料件表面無(wú)缺陷、無(wú)鋸口、鋸面平整（圖2）。

圖2 下料表面情況

下料件可追溯性

產(chǎn)品的追溯性是產(chǎn)品質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)。追溯性也就是產(chǎn)品的“身份證”，下料件的追溯性是鍛坯追溯的源頭，因此在下料過(guò)程中，要及時(shí)并完整地在下料件上寫(xiě)上標(biāo)識(shí)，而不至于影響下道鍛造工序。下料過(guò)程中，由于標(biāo)識(shí)不清，容易出現(xiàn)混料現(xiàn)象，做好下料標(biāo)識(shí)顯得尤為重要（圖3）。為了做好下料件可追溯性，需要做到以下幾個(gè)方面：⑴根據(jù)生產(chǎn)要求從指定區(qū)域取原材料；⑵下料過(guò)程中認(rèn)真作好記錄；⑶下料結(jié)束后，在下料件上及時(shí)寫(xiě)上標(biāo)識(shí)，確保下料件離開(kāi)鋸床時(shí)具有可追溯性；⑷將下料件放置在指定區(qū)域；⑸不合格的下料件若存在返工，處理后重新按照規(guī)定的內(nèi)容標(biāo)注；⑹所有下料件具有完整標(biāo)識(shí)，并保證持續(xù)到下道工序使用前。通過(guò)以上方法保證下料件追溯性，保證源頭，也就初步保證產(chǎn)品的追溯性。

圖3 下料標(biāo)識(shí)

下料重量的控制

下料件的重量也就是毛坯的工藝重量。下料件重量控制，是下料質(zhì)量控制的重要一環(huán)，下料重量控制也是鍛造精度控制。它會(huì)直接影響企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)下道鍛造工序影響很大。下料重量小于鍛造工藝重量要求，容易導(dǎo)致鍛坯尺寸不夠，造成報(bào)廢。下料件重量大于鍛造工藝重量，自由鍛造毛坯余量大，造成不必要的浪費(fèi)。尤其胎膜鍛，鍛坯總高度余量大，同時(shí)產(chǎn)品外圓飛邊也很大。因此下料件重量控制非常重要。我公司下料重量公差控制在±1%，但由于原材料形態(tài)不同，實(shí)際下料過(guò)程中下料重量控制有著不同的特點(diǎn)。以軋制材料、鍛制材料和連鑄材料為例，它們的截面形狀規(guī)則，根據(jù)下料計(jì)算，下料長(zhǎng)度非常準(zhǔn)確，下料件重量符合下料公差范圍。然而鋼錠長(zhǎng)度方向有錐度，造成其截面變化，下料長(zhǎng)度難以控制準(zhǔn)確。因此只有把鋼錠進(jìn)行改鍛，將其鍛造成截面規(guī)則形狀，然后再進(jìn)行下料。

余料的后續(xù)處理

在下料過(guò)程中，總會(huì)面臨原材料用不完出現(xiàn)余料情況，余料是指整支原材料去除所需要而剩余的部分。依據(jù)余料的重量大小或尺寸大小不同，處理方式也不同，余料重量輕或尺寸小，沒(méi)有利用價(jià)值，作為廢料進(jìn)入廢料區(qū)。有利用價(jià)值的余料，視情況而定。重量大或尺寸大，寫(xiě)上標(biāo)識(shí)歸置到指定區(qū)域。重量輕或尺寸小，可以作為料頭，寫(xiě)上標(biāo)識(shí)放置在指定的料頭區(qū)。剩余料區(qū)如圖4所示。

圖4 剩余料區(qū)

結(jié)束語(yǔ)

下料是鍛造生產(chǎn)中最基本環(huán)節(jié)，鍛造工藝設(shè)計(jì)時(shí)，下料過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)已經(jīng)設(shè)定好，下料質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)也已經(jīng)明確。下料件質(zhì)量控制是生產(chǎn)合格鍛坯的有力保證。