大型轴类锻件
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锻造应力是影响水冷模锻件裂纹的主要原因。锻件在结晶和冷却过程中定然会产生应力;从整体上消除这些应力是困难的,甚至是不可能的,但可以将它们越小化。因此,只有在凝固过程中尽量减小锻件内外层之间的温差,降低锻件的收缩应力,并使锻件凝固和冷却过程中产生的拉伸应力和压缩应力趋于干平衡,才能防范锻件中的裂纹。
为了调整锻造应力,已研究在水冷模具的水箱中放置温度调节板,以使锻打配件各部分之间的温差越小,并在水冷模和模具一侧的调节块上粘贴隔热纸,以降低该部分锻件的冷却速度。这些措施有一定成果,但并不难使用。
通过研究认为,只有改变水冷模的模具结构,-模具本身的散热条件,才能调整锻造应力,防范造裂纹。在生产中,大型轴类锻件锻造厂家,有人使用了各种不同规格和重量的水冷模具。通常,随着锻件尺寸的增加,产生锻造裂纹的趋势增加。随后,通过改变模具结构来调整锻造应力。
目前,重达26公斤和45公斤的两种锻件基本没有裂纹。理论上,扁锭的宽厚比应在4到7之间。然而,在生产实践中,我们发现小于7越利于调整锻造应力。锻件的厚度和模具本身的厚度也是调整锻造应力的重要参数。此外,箱中冷却水的流动方向值得考虑,以改变锻打配件的散热条件。
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预成形坯的设计是根据锻件的重量、密度、形状和尺寸要求,设计预成形坯的密度、形状和尺寸的。基本的原则就是在锻造时有利于预成形坯的致密和充满模膛,同时在充满模膛前应尽可能使预成形坯有较大的横向塑性流动。但在充满模具型腔前的塑性变形量不能大于预成形坯塑性允许的-值。另外还必须考虑预成形坯在充满模具型腔时,各部位的应力状态应尽可能处于三向压应力状态下,避免或减小拉应力状态。
预成形坯密度选择,密度是预成形坯的基本参数。根据预成形坯密度及锻件,求得预成形坯的体积,然后根据预成形坯的高径比,分别确定预成形坯的高度及径向尺寸。以此作为压制模尺寸设计的依据。
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关于机械锻件的清理方法是将速度高的砂粒或铁丸,至锻件表面或借助锻件之间、锻件与设备构件之间的碰撞或摩擦作用,以除去锻件表面的氧化皮,常用的机械清理设备是喷砂机、喷丸机和滚筒机等。
喷砂机的工作原理,是利用压缩空气压力,使砂粒产生加速运动,撞击锻件表面的氧化皮及污物,从而使其脱落,这种去除氧化皮及污物的方法称为喷砂处理,如果将砂粒换成铁丸,则称喷丸处理。
固体砂粒通常采用硅砂,生产时硅砂的消耗量约为机械锻件的5%~10%;如果使用铁丸,其消耗量为锻件的0.05%~0.1%。在这两种材料中,硅砂的价格便宜,来源很广,又不易损害锻件,喷砂后锻件表面通常呈银灰色,洁净美观,用于工具、刀具和形状复杂的锻件表面清理。
根据其工作原理,喷砂机可分为吸力式、重力式和增压式三种,其中,吸力式喷砂机应用很广,另外,在重力式喷砂机中,砂子借自重流入混合室中,再由喷嘴喷出,对于增压式喷砂机,主要是利用压缩空气给砂子以压力,促使其流入至混合室或吸砂管内。
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