模锻件锻造折叠的分析
模锻件锻造折叠问题的若干方面论述
模锻件锻造折叠问题的若干方面论述对于易受循环应力影响的各种零件，为了进一步提高其抗蠕变、抗疲劳性能、刚性、塑性、强度，降低零件的自身重量，一般选择锻件为零件提供毛坯。
在模锻件的生产过程中，受到各种因素的影响，时常会发生各类不同程度的缺陷问题，其中最为常见的是锻造折叠问题。
锻造折叠发生的主要原因在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。
如果折叠缺陷发生在机加工面且深度较浅，则可以利用切削加工进行处理；如果折叠缺陷发生在非加工面上且深度较大，则其会对于零件的性能产生十分严重的影响，因而属于一种必须要避免的锻造缺陷。
裂纹表象和锻造折叠现象的表现较为相似，但其性质存在较大的差异，折叠属于非扩展性缺陷的一种，而裂纹则属于扩展性缺陷的一种。
1毛刺进入锻件造成的折叠毛刺进入模锻件所导致的折叠现象主要发生在有热校正工序以及多火次成型的模锻件生产制造过程中。
模锻件前一火次成型处理完成后，需要在切边模上进行切边处理，因为凸凹模间存在一定的间隙，切边处理过程中会产生沿剪切方向立起的毛刺。
在下一火次成型处理过程中，带毛刺的模锻件需要置于前一火次相同的型腔内。
这一毛刺冷却方法具有硬度高、温度低、速度快等特征，但模锻件自身的强度较低、温度较高且体积更大。
在对击上下模时，毛刺受到上模作用的影响会进入锻件内部，且毛刺并不会被挤压变小、变形。
在本体和毛刺的交接部位会产生折叠现象。
热校正过程中会产生与多火次成型相同的情况，折叠位置通常分布在分模面上，沿分模线环绕一周，并出现“裂纹”状的形态。
这一现象的处理方法包括：提高模具的生产质量以及制造工艺水平，从而保证一火完全成型，避免热校正工序，也就是不在对模锻件进行型腔二次处理。
然而，在其生产制造过程中需要对工人操作、产品质量、生产率、成本、工艺和设备等环节进行综合考虑，对于所有的终锻型腔，均有可能使用到热校正、预锻和制坯等环节。
另一制造手段在于，在锻件再次置入型腔前，需要将其模线附近的毛刺完全修磨掉，但是，这一处理技术的生产效率较低，且操作成本较高，会降低产品生产质量的稳定性，大大增加工人的工作量和工作强度。
等速传动轴外星轮锻件折叠问题分析及解决
等速传动轴外星轮锻件折叠问题分析及解决文／杨金成· 上海纳铁福传动系统有限公司武汉二厂汽车传动轴是车轮转动的直接驱动件，汽车运行时，发动机输出的扭矩经过多级变速和主动器传递给传动轴，再由传动轴传递到车轮上，推动汽车前进或倒行，是汽车传递扭矩的重要零件。
外星轮是汽车传动轴的主要受力部件，工作情况及其复杂，它的性能优劣直接影响汽车传动的安全性和可靠性。
外星轮是汽车零部件中最难以成形的部件之一，目前我国生产的外星轮锻件仍然存在加工余量大且不均匀、折叠、裂纹、充不满等缺陷，本文就外星轮锻件温锻生产过程中产生的折叠缺陷，进行原因分析及提出相应的解决方法。
外星轮冷温锻生产的特点外星轮精锻件冷温锻生产的特点，包括下料，在机械压力机上温锻生产预成形温锻件毛坯，在液压机上冷精整成形获得具有球形型腔和曲线滚珠球道的汽车等速传动轴外星轮精锻件的锻造成形方法，其球形内表面和滚珠球道内表面仅留约0.2mm 的磨削余量。
温锻避免了热锻产生较多氧化、脱碳的现象，又避免了冷锻时较大金属变形抗力的影响。
冷精整可以得到高精度、高表面质量的精密锻件,采用温锻制坯然后再冷精整最终成形的加工工艺，就是温锻-冷精整联合成形工艺。
典型温冷联合成形工艺流程(以汽车等速万向节外星轮精锻件为例)为：下料→抛丸→预涂石墨→感应加热→正挤柄部→镦粗预成形头部型腔→反挤成形温锻件毛坯→控温冷却→抛丸→皂化→冷精整（缩颈冷挤压）。
折叠是钢材在温锻成形过程中已氧化的表层金属对流汇合在一起形成的，原因是变形金属发生弯曲、回流或者部分金属被压入到另一部分金属内。
外星轮锻件的折叠缺陷案例分析剪切下料坯料端面毛刺导致折叠⑴问题描述：图1 为外星轮锻件碗口折叠缺陷，是剪切下料的坯料端面毛刺大（图2），温锻成形过程中流入外星轮锻件碗口斜面导致的。
图1 外星轮锻件碗口折叠图2 剪切下料的坯料端面毛刺大⑵解决措施：端面毛刺主要是剪切间隙过小，上下裂纹不重合所致，需要在剪切落料时调整刀片间隙，剪切刀片设计成合适的刃口尺寸等。
锻件产品缺陷分析及防止方法
（作者单位：1.沈阳万恒锻造有限公司；2.沈阳市汽车工程学校）锻件产品缺陷分析及防止方法◎高杰1王本昊2为了保证质量，对于金属锻件必须进行质量检验。
对检验出有缺陷的锻件，根据使用要求（检验标准）和缺陷的程度确定其合格、或报废、或经过修补后使用。
一、自由锻件常见缺陷及其原因和防止方法（一）裂纹1.表面裂纹。
（1）表面横向裂纹。
锻造时坯料表面出现横向较浅的裂纹，是由于钢锭皮下气泡暴露于表面不能锻合而形成的，其深度可达10mm 以上；或者操作时送进量过大，在塑性较差的金属坯料上也会出现这种缺陷。
锻造时坯料坯料表面出现横向较深的裂纹，是由于钢锭浇注和脱模后冷却不当等多种原因引起的，严重时由于浇注中断而造成横断成两截，成为无法挽救的废品。
表面横向裂纹往往在第1火次锻造中出现。
一经发现，大型锻件可用火焰吹氧清理去掉，小锻件可用小剁刀剁除，以免裂纹在锻造时继续扩大。
防止方法是控制和保证钢锭的质量，改善钢锭起模后的冷却工艺，并控制操作时坯料的送进量。
（2）表面纵向裂纹。
在第一次加热后鐓拔长或粗时，产生在坯料表面上的纵向裂纹，时由于钢锭模内壁缺陷或浇注操作不当或起模后冷却不当，以及钢锭倒棱时压下量过大，或者钢坯在扎制时就产生有纵向划痕造成的。
锻造时一经发现纵向裂纹应立即消除，以免缺陷继续扩大。
防止的方法是：提高钢锭质量；保证浇注操作的正确性；起模时控制冷却工艺；钢锭倒棱时控制压下量；对钢坯表面划痕较多的禁止使用，等等。
2.内部裂纹。
（1）内部横向裂纹。
这是不能从锻件外表看见的缺陷，只能通过磁力探伤、超声波检查发现。
产生的原因是：冷钢锭在加热过程中，低温区的加热速度过快，或者塑性较差的高碳钢、高合金钢在锻造操作时相对送进量L/D （或L/H ）小于0.5。
防止的方法是控制冷钢锭的加热速度，特别是在低温区；还有就是控制锻造操作时的相对送进量。
（2）内部纵向裂纹。
锻件内部可能产生3种纵向裂纹：①在坯料冒口端中心附近因存在残余缩孔或二次缩孔，锻后引起纵向内裂纹。
锻造常见缺陷有哪些,你都知道吗？
锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。
而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。
一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。
再加上在锻造过程中锻造工艺的不当，最终导致锻件中含有缺陷。
以下简单介绍一些锻件中常见的缺陷。
由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。
造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。
又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。
这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。
折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。
对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。
折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。
结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。
结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。
锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。
层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等），碳钢中也有发现。
这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。
如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。
层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。
亮线（亮区）亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。
亮线主要是由于合金偏析造成的。
轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。
各种缺陷的分析及产生原因
锻造成形过程中的缺陷及其防止方法一、钢锭的缺陷钢锭有下列主要的缺陷：（1）缩孔和疏松钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷，但它们出现的部位可以控制。
钢锭中顶端的保温冒口，造成钢液缓慢冷却和最后凝固的条件，一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩，另一方面使缩孔和疏松集中于此处，以便锻造时切除。
（2）偏析钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。
偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种，前者可以通过锻造以及锻后热处理得到消除，后者只能通过锻造来减轻其影响，使杂质分散，使显微孔隙和疏松焊和。
（3）夹杂不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。
常见的夹杂如硫化物、氧化物、硅酸盐等。
夹杂使钢锭锻造性能变化，例如当晶界处低熔点夹杂过多时，钢锭锻造时会因热脆而锻裂。
夹杂无法消除，但可以通过适当的锻造工艺加以破碎，或使密集的夹杂分散，可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。
（4）气体钢液中溶解有大量气体，但在凝固过程中不可能完全析出，以不同形式残存在钢锭内部。
例如氧与氮以氧化物、氮化物存在，成为钢锭中夹杂。
氢是钢中危害最大的气体，它会引起“氢脆”，使钢的塑性显著下降；或在大型锻件中造成“白点”，使锻件报废。
（5）穿晶当钢液浇注温度较高，钢锭冷却速度较大时，钢锭中柱状晶会得到充分的发展，在某些情况下甚至整个截面都形成柱状晶粒，这种组织称为穿晶。
在柱状晶交界处（如方钢锭横截面对角线上），常聚集有易熔夹杂，形成“弱面”，锻造时易于沿这些面破裂。
在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。
（6）裂纹由于浇注工艺或钢锭模具设计不当，钢锭表面会产生裂纹。
锻造前应将裂纹消除，否则锻造时由于裂纹的发展导致锻件报废。
（7）溅疤当钢锭用上注法浇注时，钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上，这些附着的溅沫最后不能和钢锭凝固成一体，便成溅疤。
溅疤锻造前必须铲除，否则会形成表面夹层。
二、轧制或锻制的钢材中的缺陷轧制或锻制的钢材中往往存在如下缺陷：（1）裂纹和发裂裂纹是由于钢锭缺陷未清除，经过轧制或锻造使之进一步发展造成的。
轴承套圈锻造折叠裂纹缺陷分析
纹 的 周 围 有 严 重 的 氧 化 脱 碳 层
如 １ 所示 （ 如 果 是 渗 碳 钢 制 套 圈 ，圳 脱碳 不 明 显 ） 。
（ ２ ）锻 造 折 叠 裂 纹 与金 属
流 线 办 阳一 致 折叠尾端 一 般 呈
小 酬 角 ，但 随 后 的 锻 造 变 形 又 会
１ ８
２ ． 轴承套 圈端面折叠 裂纹
（ １ ） 因 下 料 毛 刺 引起 的 轴 承 套 圈 端 面 折 叠 裂 纹 轴 承 钢
．
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金 属内 而
形 成 。折 叠 与原 材 料 和坯 料 的 形
棒 料 经 过 中频 感 应 加 热 后 ，送至
开 裂 或使 用 时 成 为疲 劳 源 。
（ ２ ）因扩 扎 ／ 『 当引起 ｆ 承 套 圈端 面 折 叠 裂纹 轴 承：
在扩 扎 过 程 中 ，ｆ Ｊ 】 Ｆ芯 轴 和 ｊ 轮 运 转 速 度 不 协 调 ，导 致 端 ｉ
两股 （ 或 多股 ） 金 流 ，锻 ｆ
或 火 ，是 锻 造 加 工 过 程 中 最 常
边 产 生 多 余的 料 。
｝ — —
．
发现外圈沿圆周方向外径或内滚
道部 位 （ 见 图６ 、 图７ ） 有 明显 的
折 叠 裂纹 。 内 圈沿 圆周 方 向内 径
等 有 火。
１ ． 锻造折 叠缺 陷裂纹特征
（ １ ）轴 承 粪 圈锻 造 折 叠 裂
２）。 下 料 毛 坯 经 压 平 镦 粗 、 ｆ 中 压 及 扩 孔 等 锻 造 加 工工 序 ，毛 刺
纹特征
锻件的常见缺陷及原因分析
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多，产生的原因也多种多样，有锻造工艺不良造成的，有原材料的原因，有模具设计不合理所致等等。
尤其是少无切削加工的精密锻件，更是难以做到完全控制。
1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。
晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。
在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。
②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。
③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。
热锻件常见缺陷及防止方法
热锻件常见缺陷及防止方法发布时间：2022-06-20T08:48:50.332Z 来源：《福光技术》2022年13期作者：乔石[导读] 当我们思考所有用金属制造一个部件的方法时,锻造是重要部件获得高质量和性能的最好方法。
中国第一重型机械股份公司黑龙江省齐齐哈尔市 161042摘要：锻造成形技术广泛应用于航空航天、汽车、钢铁、装备制造、兵器、能源、造船等国民经济的各个重要领域。
锻造生产具有显著的优越性，它不但能获得金属零件的形状，而且能改善金属的内部组织，提高金属的力学性能和物理性能。
一般对于承力大的重要机械零件，大多需用锻造方法制造，锻件质量的优劣直接影响着零件的性能及使用寿命。
然而，锻造过程异常复杂，锻件质量与原材料质量、锻造工艺及锻后热处理工艺密切相关，为此，本文就坯料加热、锻造过程的不当处理可能导致的锻件缺陷进行了分析研究，并提出了具体的解决方案，对工程实践中锻件产品质量的保证与控制具有重要指导。
关键词：热锻件；常见缺陷；防止方法1.锻造工艺表面缺陷分析当我们思考所有用金属制造一个部件的方法时,锻造是重要部件获得高质量和性能的最好方法。
用锻件有时候比用其他件(如铸件,粉末金属件,焊接件)花费多些,但是如果设计者已持续体验到锻件产品的高可靠性的话,那么这些花费是值得的。
用商业的说法就是他“投入多也得到了更多”。
然而,有时候锻造工艺不正确致锻件使用中失效,顾客不仅对锻件供应商不满而且也对其选择锻造作为生产工艺感到怀疑。
当一种产品失效时,不仅失去了顾客对选择锻造作为下一个主要部件的制造方法的信心,也产生了对产品责任的忧虑。
有时候缺陷来源于初始材料但更多地是来自锻造工艺本身。
伴随着每种缺陷的描述给出了该种缺陷可能的解决方法。
在一些情况下,会有超过一种的起因。
对每种材料或锻造工艺都讨论了其选择,见表1。
表1表面缺陷、成因和解决方法2.锻造过程常见的缺陷、原因分析和防止方法2.1锻件充填不满金属没有完全充满模具型腔，造成锻件棱角、筋条等细小部位缺肉，使锻件轮廓不清。
模锻锤闭式精密锻造工艺优化
2018年 第11期 热加工F锻造与铸造orging &Casting76模锻锤闭式精密锻造工艺优化■ 张向卓，李文新，李士磊摘要：主要是针对形状简单较易成形的锻件，借用Deform-3D 软件，模拟并优化成形工艺，设计镦粗台，并在模具上设计定位余块，在模锻锤上实现精密锻造，以提高生产率，节省原材料，并降低后续的加工成本，提高设备的生产能力。
关键词：Deform-3D ；模锻锤；精密锻造；工艺优化众所周知，模锻锤是应用最广的一种模锻设备。
开式模锻工艺适应性强，所以目前锤上模锻大多以开式模锻为主。
但是由于开式模锻不可避免会产生飞边，导致原材料利用率较低，且较之闭式锻造还需要增加切边工序。
随着设备精度及下料精度的提升，通过工艺优化，可在模锻锤上实现简单件的精密成形。
以某轻型货车变速器中某齿轮件为例（见图1），通过工艺优化，实现锤上精密锻造，并最终获得质量良好的锻件。
1. 原工艺存在问题此齿轮件由于生产批量不大，故设计在模锻锤上生产，且考虑此齿轮件为简单盘类体，易于充形，故设计为模锻锤上闭式锻造，并在锻造中直接锻出油槽。
但实际生产过程中，发现有以下几点问题：（1）锻后油槽表面有类似压痕的缺陷。
（2）锻件有局部出毛刺和充不满的现象。
（3）锻件偶有折叠缺陷。
经观察分析，在模锻锤上锻造时，锻件极易跳模，跳模后锻件周向无法重新准确定位，因此，经多次锻打时油槽错位，导致油槽处产生类似压痕的缺陷。
另外，利用模锻锤平砧制坯时，坯料直径及厚度波动较大，坯料在型腔中无法准确定位，直径偏小时放入型腔后间隙大容易放偏，直径偏大时又不能完全放入型腔，这些都会导致锻件局部出毛刺和充不满。
对于锻件折叠，经模拟分析发现在锻打时如果打击能量过高，会出现局部金属横向流动过快，带动周边金属流动，从而产生了类似对流的现象并造成折叠。
2. 工艺改进针对原工艺存在的问题，分析后进行如下改进：（1）为防止锻件跳模导致油槽成形出现缺陷，在下模设计用于定位锻件的余块，下模及定位余块结构如图2b 所示，定位余块设计在连皮位置，冲孔时可直接冲掉，因此，不会导致锻件局部加工余量增加，并且余块体积小，对原材料消耗影响不大。
锻件折叠形成原因及控制
锻件折叠形成原因及控制发布时间：2021-06-18T11:32:18.823Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：于文夫[导读] 摘要：在生产汽轮机叶片及机车钩尾框等锻件过程中，出现折叠的锻件占锻件不合格品的概率较高，直接影响锻件的生产成本，锻件的折叠有的还影响后续工序的处理，降低锻件产品的使用寿命，甚至危及人身安全。
辽宁省大连市摘要：在生产汽轮机叶片及机车钩尾框等锻件过程中，出现折叠的锻件占锻件不合格品的概率较高，直接影响锻件的生产成本，锻件的折叠有的还影响后续工序的处理，降低锻件产品的使用寿命，甚至危及人身安全。
因此，找出锻件折叠形成的原因，找到减少锻件折叠的措施，对提升锻件产品质量有着非常重要的意义。
关键词：锻件；折叠引言：描述锻件折叠的特征，分析锻件折叠的形成原因，采用合适的工艺方法、模具设计和规范的操作方式，控制和减少锻件折叠。
1折叠的特征及产生的原因折叠是在金属变形流动过程中将已氧化的表层金属汇合在一起而形成的，折叠为一种质量隐患，产品在使用过程中产生应力集中成为疲劳源，锻件经酸洗后折叠一般用肉眼就可以看到，如肉眼看不见的折叠可以用渗透检查。
1.1锻件折叠的三大特征（1）折叠与其周边金属流线一致，如图1所示。
（2）折叠尾端一般为小圆角，有时在折叠前有折皱，这时折叠尾端呈鸡爪形，（3）折叠两侧有较重的氧化和脱碳现象，但如是用石墨做润滑剂时，石墨进入折叠内经高温扩散后也会出现增碳现象。
按上述特征可以直接区分折叠和裂纹，当锻件上的折叠经进一步变形或热处理淬火时，折叠尾部经过扩展，扩展后的部分就叫裂纹，其尾端呈尖形，表面没有氧化脱碳或增碳现象。
1.2锻件折叠形成的原因各类锻件，尤其是模锻件的折叠形式和位置都有规律，折叠形成原因大致分为以下几种。
（1）一股金属急速大量流动将邻近表面金属带动形成折叠如图所示，当ab附近的金属沿着水平方向大量外流时，会带动ac、bd附近的金属一起外流，使得已经氧化了的表层金属汇合在一起形成折叠。
锻件质量缺陷及防止措施
无飞边。
因为齿轮锻件无飞边,所以机器提供的有效变形能全部用于齿轮锻件成形,模腔充填良好。
(2)圆柱齿轮热精锻—冷推挤联合工艺集中了热锻变形抗力小和冷锻精度高的优点,同时避免了热锻精度低和冷锻变形抗力大的缺点。
由于依靠推挤工序提高齿轮锻件精度,从而使热锻成形齿轮精度要求得以放宽,即放宽了精锻模腔的寿命公差,避免了磨损早期失效,提高了模具寿命。
而推挤模寿命则更高,这是得益于推挤余量小和润滑良好。
通过生产实践证明,热精锻—冷推挤直齿圆柱齿轮是成功的,模具设计制造简单、寿命高,具有广泛应用推广价值。
参考文献1 T uncer C and D ean T A.D ie design alternatives fo r p recisi onfo rging ho llow parts .Int .J.M ach.To lls M anufacture,1987,V o l.27(1):65～762 T uncer C and D ean T A .P recisi on fo rging ho llow parts noveldies .Journal of M echanical W o rk ing techno logy ,1988(16):39～50收稿日期:1997—07—16锻件质量缺陷及防止措施722409 岐山 陕西汽车齿轮总厂 冯 铖 摘要 分析了锤上模锻件的主要缺陷——折叠、错移、氧化皮垫伤、锻模塌陷等的主要成因,提出了预防解决的措施。
Forg i ngs defects and preven tion m ea suresA u tho r analyzes the cau ses of m ain defects of hamm er fo rgings ,such as overlap ,m is m atch ,scale m ark as w ell as die co llap se ,and p resen ts p reven tive m easu res.叙词 模锻件 缺陷 防止 模锻件的质量缺陷是金属在塑性变形过程中由于诸多主客观因素的影响而在锻件本体的某些部位造成的。
模具设计中为避免锻件折叠应考虑的因素
模具设计中为避免锻件折叠应考虑的因素摘要：铝合金模锻件的折叠缺陷是诸多缺陷中最主要的缺陷，是模锻件废品中的主要废品。
针对这一问题进行分析和研究，找出产生折叠的原因并提出解决的方法。
在实际生产中使模锻件的成品率大幅度提高，取得了明显的经济效益。
关键词：铝合金；模锻件;折叠；模具设计；毛料模膛;预锻模膛;终锻模膛铝合金模锻件的折叠破坏金属的连续性，降低锻件的承载能力，是锻件生产中的主要废品。
根据多年生产实践和试验研究，分析折叠产生的原因及消除方法，提出在模具设计中应采取的措施,以减少折叠,提高锻件成品率。
1 模锻件的折叠缺陷及产生的原因金属在模压变形过程中，总是遵循最小阻力定律最小阻碍方向流动，致使在模锻件的局部区域表面金属向锻件内部流动，这种从表面向锻件内部流动使表皮的氧化层和润滑剂等杂质一起折入锻件内部造成折叠[1—2］。
其产生原因：模锻件设计不合理，凹圆角半径(即模具的凸圆角半径）太小，各断面变化太大；毛料模膛、预锻模膛与终锻模膛配合不当,金属分配不合理,局部金属过多或过少,造成终锻时变形不均；形状复杂的锻件，直接用圆坯料在终锻模内成型,没有采用预锻模和毛料模；坯料选择不合理，形状不当,压下量太大；抹油过多或抹油不均；锻坯棱角太尖，或上次模压后修伤不彻底等。
对产生折叠缺陷的模压件剖开进行低倍组织检查时，可以发现从模锻件表面到锻件内折叠构成一条明显的黑线,称之为折纹，见图1所示。
从模锻件表面到折纹结束的距离即折纹的长度称为折叠深度。
图1 模锻件的典型折叠(低倍组织)折叠对模锻件的质量有严重的影响。
首先折叠破坏了模锻件表面的完整性，使制件承受载荷面积大为减小。
折叠本身又是制件上的一个缺口,在使用中造成应力集中，成为疲劳源，可能导致部件在此产生疲劳断裂。
其次折缝夹杂有润滑剂或其他杂质，在随后的蚀洗工序中折缝又残存有酸、碱的残液,会造成制件在折叠处过腐蚀。
从模锻件的内部组织看，表面存在折叠处金属的流纹将产生涡流或穿流，折叠越是严重,金属流线就越不顺。
用模型材料模拟冷锻折叠问题
科研开发第5期用模型材料模拟冷锻折叠问题王智勇（南京康尼精密机械有限责任公司 南京 210038）摘要：随着冷锻技术在国内的逐步兴起，传统的热锻由于其工艺限制，在机械制造行业中逐渐不景气，而冷锻越来越被人们青睐，逐渐应用到越来越多的领域。
冷锻在材料成型的过程中折叠一直是一个技术难点，所以，在模具的设计过程中，如何合理的设计好相关的模具公差，对于产品的最终成型都具有其深刻的意义。
本文通过实验，对材料的成型过程进行了相关过程的研究，使用了不同材质对材料成型过程进行相应的研究，并得出最终的结论。
关键词：冷锻折叠；模型材料；折叠现象1引言在过去几十年来，冷锻生产金属零件的制造工艺变得越来越普遍。
冷锻是一种金属对象的温度低于再结晶温度的质量守恒的加工。
这个过程有很多优点，如：几何自由度大、材料损失很少、物体的强度和精度好、生产效率高。
该过程的主要困难之一，是对模具形成物体几何形状的高要求。
为了使物体材料流动，必须施加高压力，在冷锻过程中超过1000t的压力并不罕见。
所以，模具的强度必须非常高，来承受无数次的这种压力重复锻造。
这些要求需要使用高性能材料，如以钨为主的材料模具和硬金属。
为了使锻造工具更耐高压压力，它们在用于生产之前经受大的外部压力。
通常通过使模具圆筒的周边形成圆锥形，然后将模具挤压到外环中来施加该压力，该外环实际上太小。
该过程相当于热收缩，用于在发动机轴上安装船舶螺旋桨。
另一种预应力工具的方法是通过条带伤。
在锻造过程中，即使没有观察到裂缝，也可能发生小的塑性变形区域。
圆角的设计影响塑性发生的负荷点和塑性区域的延伸方式。
冷锻的一个严重限制是折叠问题。
其中，当压缩应力作用于试样的细长部分时，会发生折叠问题。
为了研究模型材料技术对于这类问题是否可靠，已经对钢和铝试样中的折叠现象与模型材料试样中的折叠现象进行了比较。
锻造管道试样上的环和法兰的外部、内部锻造是冷锻的重要领域：这些工艺在法兰几何形状和管端部的支撑方面不同。
锻造不良缺陷事例分析报告
锻造不良缺陷事例分析第1章折叠…………………….01-0８第2章裂纹 (18)第3章白点 (23)第4章流线不顺，涡流和穿流 (31)第5章过热，过烧 (42)第6章晶粒粗大 (50)第7章脱碳 (54)第一章折叠折叠是在金属变形流动过程中已氧化了的表层金属汇合在一起而形成的。
在零件上，折叠是一种内患，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。
实例的边杆疲劳破断就是从折叠处开始的。
因此，技术规定锻件上一般不允许有折叠。
锻件经酸洗后，一般折叠用肉眼可以观察到。
肉眼不易检查出的折叠，可以用磁粉检验或渗透检验。
锻件折叠一般具有下列特征：①折叠与其周围金属流线方向一致（图1-1、图1-4）；②折叠尾端一般呈小圆角（图1-2、图1-5）。
有时，在折叠之前先有折皱，这时尾端一般呈枝叉形（或鸡爪形）（图1-3及图1-6）。
③折叠两侧有较重的氧化、脱碳现象（图1-7）。
但也有个别例外，例如，热轧齿轮时用石墨作润滑剂，由于石墨被带入折叠内并经高温扩散，在折叠两侧出现增碳现象。
按照上述特征可以大致地区分裂纹和折叠。
但是，锻件上的折叠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，有折叠的零件在进行调质处理时，折叠尾端常常要扩展，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（图1-8）。
图1-1 折叠与金属流线方向一致图1-2 折叠尾端呈小圆角图1-3 折叠尾端呈枝叉形图1-4 折缝处的流线 10×图1-5 图1-6 折叠尾端呈枝叉形 50×图1-7 折纹两侧脱碳情况 100×图1-8 折叠尾端扩展的裂纹 400×各种锻件，尤其是各种形状模锻件的折叠形式和位置一般是有规律的。
折叠的类型形成原因，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。
大规格电镦成形折叠缺陷分析及改进措施
界压力和相同时间内晶粒长大的临界温度，初始电
-阶段为避免棒料弯曲失稳或温 过高产生晶粒异
常长 常设置 力小于临界
力且电流较
小,但对于大规格气阀为避免锻造成形时失稳 ，电热
- 须有合适的-锻比和锻造比，由此电- 形后
_ 93 —
第54卷
锻压裝备与制造技术
期需要较大的顶锻力和电流才能使电热1件满足锻
造要求，实际电1试验发现电热1件前、后期电热1
3结论
-94 -
图2工艺改进后电1成形图
陈舒婷，等：大规格电-成形折叠缺陷分析及改进措施
第5期
(1) 针对大规格气阀采用原电.工艺方案成形 形成的折叠缺陷,通过试验和有限元模拟分析,确定 该缺陷是由于电.初始阶段顶锻力和电流的较大变 化引起的。
(2) 提出电.初始阶段渐变成形工艺的改进方 案,数值模拟和实际试验均表明，采用改进后的工艺 方案,可以解决原工艺方案中凹坑(折叠)缺陷，能够 满足实际生产需求。
26.9
140
550
27.1
200
550
27.2
1250
550
27.2
改进后的大规格气阀电热1成形数值模拟如图
2所示，用原有、原有规格料变， 电
热1成形的 ，顶锻压力和电流变 较小，电热1
件 过，电热1件
发较大变， 受
砧块约束后， 在持续施加顶锻力的
有形成
凹坑，
了锻造成形过程 形成折叠缺陷
(c) 图1凹坑形成分析图
力
凹陷形凹坑，并 锻时形
.
，在保证变形体不致产生变形失稳的条件
下，
热-过程顶锻力和 流的
变化，保证 过渡，不产生凹坑
，
，
第6章模锻成形分析
第6章 模锻成形工步分析
开式模锻成形过程锻造力——行程曲线 图6.5 开式模锻成形过程锻造力 行程曲线
第6章 模锻成形工步分析
— 研究锻件的成形问题,主要研究第二阶段. 研究锻件的成形问题,主要研究第二阶段. —计算变形力可按第三阶段的变形区域考虑, 计算变形力可按第三阶段的变形区域考虑, 计算变形力可按第三阶段的变形区域考虑 希望第三阶段尽可能小. 6.7是某回转体锻件 希望第三阶段尽可能小.图6.7是某回转体锻件 模锻第二阶段子午面的网格变化情况. 模锻第二阶段子午面的网格变化情况.
图6.14 飞边位置的设计
第6章 模锻成形工步分析
3.设备工作速度的影响 3.设备工作速度的影响 一般说来,设备工作速度高时, 一般说来,设备工作速度高时,金属变形 速度快,金属变形的惯性和变形热效应突出. 速度快,金属变形的惯性和变形热效应突出. 由于温度较高,氧化皮软化, 由于温度较高,氧化皮软化,摩擦系数有所 降低, 降低,这时的氧化皮在某种程度上具有润滑 剂的功能. 剂的功能. 模锻时正确利用这些因素, 模锻时正确利用这些因素,有助于使金属 充填模膛,得到外形复杂,尺寸精确的锻件. 充填模膛,得到外形复杂,尺寸精单模膛模锻:一副模具上只有一个 单模膛模锻: 模膛;此模膛即为终锻模膛. 模膛;此模膛即为终锻模膛. 多模膛模锻:一副模具上有多个模 多模膛模锻: 从初始模膛到终锻模膛, 膛,从初始模膛到终锻模膛,每个 模膛各完成一个模锻工步. 模膛各完成一个模锻工步.
第6章 模锻成形工步分析
开式模锻的成形过程大体分为三个阶段( 开式模锻的成形过程大体分为三个阶段(见图 6.4): 6.4
图6.4
开式模锻成形过程的金属流动
第6章 模锻成形工步分析
1,锻粗阶段: 锻粗阶段 锻粗阶段是开式模锻的第一阶段. 锻粗阶段是开式模锻的第一阶段. 是开式模锻的第一阶段 压下量△ 模锻力为P 见图6.5 6.5). 压下量△H1,模锻力为P1(见图6.5). 此时整个坯料都产生变形, 此时整个坯料都产生变形,在坯料内部 近似存在分流面. 近似存在分流面.分流面外的坯料金属 流向法兰部分, 流向法兰部分,分流面内的金属流向凸 台部分. 台部分