|
|
发表于 2013-9-12 09:29:29
|
显示全部楼层
本帖最后由 孤鸿踏雪 于 2013-9-12 09:31 编辑
折迭
折迭是在金属变形流动过程中已氧化过的表层金属汇合在一起而形成的。
在零件上，折迭是一种内患。它不仅减小了零件的承载面积，而且工作时此处产生应力集中，常常成为疲劳源。实例37的连杆疲劳破断就是从折迭处开始的。因此，技术条件中规定锻件上一般不允许有折迭。
锻件经酸洗后，一般折迭用肉眼就可以观察到。用肉眼不易检查出的折迭，可以用磁粉检验或渗透检验。
锻件折迭一般具有下列特征：（1）折迭与其周围金属流线方向一致；（2）折迭尾端一般呈小圆角。有时，在折迭之前先有折皱，这时尾端一般呈枝叉形（或鸡爪形）；（3）折迭两侧有较重的氧化、脱碳现象（实例34）。但也有个别例外，例如，热轧齿轮时用石墨作润滑剂，由于石墨被带入折迭内并经高温扩散，在折迭两侧出现增碳现象。
按照上述特征可以大致地区分裂纹和折迭。但是，锻件上的折迭经进一步变形和热处理等工序之后，形态将发生某些变化，需要具体分析。例如，有折迭的零件在进行调质处理时，折迭尾端常常要扩展，后扩展的部分就是裂纹，其末端呈尖形，其表面一般无氧化、脱碳现象。
各种锻件，尤其是各种形状模锻件的折迭形式和位置一般是有规律的。折迭的类型和形成原因，大致有下列几种：（1）可能是两股（或多股）流动金属对流汇合而形成的；（2）可能是一股金属急速大量的流动，将邻近的表层金属带着流动而形成的；（3）可能是变形金属弯曲、回流并进一步发展而形成的；（4）也可能是一部分金属的局部变形被压入到另一部分金属内形成的。以下具体分析之。
1）由两股（或多股）金属对流汇合而形成
这种折迭大致有以下几种：
（1）模锻过程中由于某处金属充填较慢，在相邻部分均已基本充满时，此处仍缺少大量金属，形成空腔，于是相邻部分的金属便往此处汇流。
模锻时坯料尺寸不合适，操作时安放不当，打击（加压）速度过快，模具圆角、斜度不合适，或某处金属充填阻力过大等都常常会出现这种情况。例如，实例110摇杆筋上的横向折迭就是由于操作时坯料放偏，模锻时折缝处金属量不足，相邻部分金属向此处汇流而形成的。
（2）弯轴和带枝叉的锻件，模锻时常易由两股流动金属汇合形成折迭。
模锻时A和B（或A和C）两部分的金属往外流动，已氧化过的表层金属对流汇合形成折迭。这种折迭有时深入到锻件内部，有时只分布在飞边区。
折迭的起始位置与模锻前坯料在此处的圆角半径、金属量有关。如圆角半径较大时，折迭就可能全部在飞边内；圆角半径较小时折迭就可能进入锻件内部。
折迭起始于坯料拐角的边部，但起始点的位置在模锻变形过程中是变动的，可能向模膛内部移动，也可能向飞边方向移动，这取决于坯料D处（金属量的多少。如果D部分金属量较多，模锻时有多余金属往外排出，折迭起始点向飞边方向移动。因此，为防止产生这种折迭，必须：
①模锻前坯料拐角处应有较大的圆角。如采用预锻模膛，预锻模膛此处应做成较大的圆角；
②保证此部分有足够的金属量，使模锻时折迭的起始点被挤进飞边部分。因此，应保证坯料尺寸合适，操作时将坯料放正，初击时轻一些等。
（3）由于变形不均匀，两股（或多股）金属对流汇合而成折迭。
最简单的例子是拔长坯料端部时，如果送进量很小，表层金属变形大，形成端部内凹，严重时则可能发展成折迭（实例69）。
挤压时，当挤压的坯料较高（H较大）时，与凸模端面接触的部分金属，由于磨擦阻力很大不易变形。但当压余高度h较小，尤其当挤压比较大时，与凸模端面中间处接触的部分金属便被拉着离开凸模端面，并往孔口部分流动，于是在制件中产生缩孔。
模锻带筋的腹板类锻件时，情况与挤压相似。当腹板较薄时常产生折迭，腹板较厚时则不产生。因此，这类锻件应使腹板适当的厚一些。对腹板较薄的锻件，为防止产生折迭，可预先压出一个“突起”，然后进行终锻。
2）由一股金属的急速大量流动将近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成
工字形断面的锻件、某些环形锻件和齿轮锻件，常易产生这类缺陷。
工字形锻件产生这种折迭的原因，是由于靠近接触面ab附近的金属沿着水平方向较大量地外流，同时ac和bd附近的金属一起外流，使已氧化过的表层金属汇合一起而形成的。因此产生这种折迭有三个条件：靠近接触面ab附近的金属要有流动；必须沿水平方向外流；由中间部分排出的金属量较大。当l/t较大、筋与腹板之间的圆角半径过小、润滑剂过多和变形太快时，较易产生这种缺陷。
不同l/t值时金属的流动情况：l/t较小时，主要是腹板中间部分的金属流动；l/t较大时，靠近接触面ab附近的金属开始有流动；l/t再大时，靠近接触面ab附近的金属有较大流动；这与矮坯料的镦粗情况一样，由于沿高度方向各处的变形条件相近，于是中间部分金属变形时便拉着与工具接触的表层金属向外滑动。
靠近接触面ab附近的金属能否流动，与锻件尺寸直接有关，故一般是不易改变的，但是可以控制其流量和方向。因此，为防止产生折迭，应当：
（1）使中间部分金属在终锻时的变形量小一些，即使由中间部分排出的金属量尽量少一些；
（2）创造条件，使终锻时由中间部分排出的金属量尽可能向上、下型腔中流动，继续充填模腔。
具体措施见第6讲铝合金锻件质量的共性问题和实例109。
环形锻件和齿轮锻件折迭形成的原因和防止措施与工字形锻件类似。
带孔锻件在锤上模锻时，预锻时用斜底连皮，终锻时用带仓部的连皮，使终锻过程中内孔部分的多余金属不是流向飞边，在锻件内部形成折迭，而是流向冲孔连皮。
带孔锻件胎模锻时，一般先在坯料上冲出通孔，然后终锻。在锤上模锻时，尤其模锻铝合金锻件时，也常用这种方法。
单面带筋的件也常产生这类折迭，但是如果将分模的位置改变一下，由压入成形改为反挤成形，一般就可以避免了。
但是，某些反挤成形类的锻件，如果分模面设置不当，也还会产生这种类型的折迭，严重时会产生穿筋，使A处与锻件本体分离。对已经产生了这种缺陷的锻件，可以将A处去掉，然后再模锻一次。最好的办法是将分模面的位置移到最上端。
3）由于变形金属发生弯曲、回流而形成
（1）细长（或扁薄）锻件，先被压弯然后发展成折迭。例如细长（或扁薄）坯料的镦粗（压缩）和＞3的顶锻。
对于这类锻件，正确的锻造原则应当是：
≤2.5~3 ＜2~2.5 ≤2.5~2
当＞3时，需要在模具内顶镦。顶镦时开始会产生一些弯曲，但与模壁接触之后便不再发展，所以不致形成折迭。在模具内顶镦，关键是控制值，如一次顶镦能产生折迭，则可采用多次顶镦。例如，气阀≥13时，顶镦时一般需5~6个工步。
锤上滚挤时，有时金属流到分模面上，翻转90°再锻打时便形成折迭。辊锻和轧制时也常产生这种类型的折迭。解决的措施是，减小每次的压下量和适当增加滚挤模膛的横断面积和宽度。
（2）由于金属回流形成弯曲，继续模锻时发展成折迭。以齿轮锻件为例，一般都在腹板以上（或以下）的轮缘上。
模锻时中否产生回流，与坯料直径、圆角R大小和第一、二锤的打击力等有关。为防止产生这种折迭，应当使镦粗后的坯料直径D坯超过轮缘宽度的一半，最好接近于轮缘宽度的三分之二，即D坯≈D1+b。圆角R应适当大些，模锻时第一、二锤应轻些。
带筋的腹板类锻件有时也产生这类折迭。
4）部分金属局部变形，被压入另一部分金属内
这类形式的折迭在生产中是很常见的。例如拔长时，当送进量很小，压下量很大时，上、下两端金属局部变形并形成折迭。避免产生这种折迭的措施是增大送进量，使每次送进量与单边压缩量之比大于1~1.5，即＞1~1.5。
模锻时，上、下模错移时在锻件上啃掉一块金属，再压入本体内便成为折迭。
另外，预锻模圆角过大，而终锻模相应处圆角过小，终锻时也会在圆角处啃下一块金属并压入锻件内形成折迭。故一般取R预=1.2R终+3。模锻铝合金锻件时，如果因为圆角R的缘故，一次预锻不行时，则可采用两次预锻。
斜轧和横轧时，如果乱牙也将产生这类折迭。
实际生产中折迭的形式是多种多样的，但其类型和形成原因大致不外乎以上几种。掌握和正确运用这些规律，便可以在实践中避免产生折迭。同时，按照这些道理，也可以解决锻件中流线的合理分布。 |
|
|Archiver|手机版|小黑屋|热处理之家
( 湘ICP备16021836号-4 )，中华人民共和国工业和信息化部备案号：湘ICP备16021836号-1，
湘ICP备16021836号-3，
湘ICP备16021836号-4，
公安部备案号：43010302000896
发表于 2013-9-10 11:53:24
发表于 2013-9-12 08:54:32
