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引言
调速锤是150系列大功率高速柴油机某高压泵连接件之一,为满足零件的不同运用条件,在零件设计时共挑选GH4080A和12CrNi3A两种资料商标; 调速锤为单件重量<0.2kg的小型模锻件(见图1),在模锻进程中,因资料特性不同而导致模锻工艺性具有显着差异:GH4080A资料的模锻工艺性
差, 12CrNi3A资料的模锻工艺性较好。因而,为保证模锻成形和质量以及进步进程操控的可靠性、有用性和时效性,对CH4080A和12CrNi3A调速锤进行模锻工艺性剖析而有针对性地对其进行进程操控则具有重要意义。
2 模锻工艺性剖析
2.1GH4080A资料模锻工艺性剖析CH4080A为以镍为首要元素的难变形高温合金,化学成分(质量分数,%)为0.04~0.10C,18.00~21.00Cr,69.0~79.0Ni,≤2.00Co,1.00~1.80A1.1.80~2.70Ti.≤1.50Fe,≤0.008B,≤0.80Si,≤0.40Mn,≤0.020P,≤0.015S,≤0.200Cu,合金化程度极高,模锻
工艺性差,具体剖析如下:
(1)塑性低,变形抗力大,粘附力大。坯料每次允许变形程度约是12CrNi3A钢的50%, 变形抗力约是12CrNi3A钢的3倍, 金属流动性差, 充填模膛难, 模锻成形工步适合预锻和终锻,成形数量适合1料1锻,在模锻中极易发生折叠、裂纹、未充溢、模锻缺乏和尺度超差等缺点
(2)对加热速率敏感性强.铸造温度规模窄,一直锻温度要求严格(始锻和终锻温度分别为1,150℃和950℃),导热率低。加热速度过快则坯料温度应力过大,易使碳化物在基体界面处扩展而超过资料许用极限强度导致坯料破裂和过烧,加热速度过慢时,则加热时刻长、坯料氧化和脱碳现象严
重、下降加热功率和浪费能源;加热温度过高极易发生过烧、裂纹或发生带状粗品和部分粗晶等缺点,加热温度过低则塑性低、变形抗力增大,在模锻中极易发生折叠、裂纹、未充溢、尺度超差和粗晶等缺点。
(3)对应变速率和应力状况敏感性强。在高应变速率和拉应力状况下变形体内的碳化物不能彻底溶解,易使碳化物在基体界面处扩展而超过资料许用极限强度,在模锻中极易发生折叠、裂纹、过烧、尺度超差和品粒粗细不均的带状安排等缺点。
(4)冷作硬化傾向显着、再结晶温度高速度慢、临界变形程度规模宽和在加热和模锻时不发生同素异构转变等。在模锻中的变形体内应力大、模锻变形量与变形时刻操控难和质量稳定性差。2.2 12CrNi3A资料模锻工艺剖析
12CrNi3A为较易变形低碳中合金结构钢, 化学成分(质量分数,%)为0.10~0.17C,0.60~0.90Cr,2.75~3.15Ni,0.17~0.37Si,0.30~0.60Mn,≤0.025P,≤0.025S,≤0.20Cu,≤0.10Mo.合金化程度较低,模锻工
艺性较好,具体剖析如下:
(1)因塑性较高、粘附力较小和变形抗力较小,因而、模锻成形工步适合预锻和终锻、或制坯、预锻和终锻、或滚挤、预锻和终锻,既适合1料1锻也适合1料多锻,发生折叠、裂纹、未充溢、模锻缺乏和尺度超差等缺点的倾向性小。
(2)因对加热速率敏感性较弱、铸造温度规模较宽、一直锻温度要求较宽松(始锻和终锻温度分别为1.200℃和800℃)和导热率较高,因而,坯料塑性较高和变形抗力较小,在模锻中发生折叠、过烧、裂纹、未充溢和尺度超差等缺点的倾向性小。
(3)因对应变速率和应力状况敏感性较弱,因而,应变速率或变形速度以及变形力等巨细对发生折叠、裂纹、未充溢、模锻缺乏和尺度超差等缺点的
倾向性小。
(4)因冷作硬化倾向性小、再结晶温度较低速度较快、临界变形程度规模较窄以及在加热和模锻时发生同素异构转变等,因而,在模锻中的变形体内应力较小.模锻变形量与变形时刻易操控和质量稳定性较好。
3模锻进程操控
3.1CH4080A资料模锻进程操控(1)为保证锻件成形以及战胜GH4080A模锻约束条件(或不适合条件)过多和模锻工艺性差的不利因素,应优选模锻成形方法、成形数量和坯料直径标准。GH4080A资料只适合1料1锻,不适合调头模锻、一模多锻、连续多锻、复合模锻和多件合锻等1料多锻;一
起,1料1锻的坯料直径标准应选用d30~d40mm,适合沿坯料轴向冲击方向银造。
(2)为进步原资料品质、保证原资料质量状况的可追溯性和避免原资料固有或现有的质量缺点遗传或延伸到下道工序中,应保证原资料质量指标(特别
是冶炼办法、化学成分、晶粒度、终究热加工温度、硬度、热处理状况、力学性能、形状尺度和外表缺点深度等)符合采购标准要求,并应对原资料采购和投人产出实施批次办理。
(3)为有用操控加热质量,GH4080A资料宜采用三段加热法的加热工艺标准:即坯料装炉最低温度应≥20℃,最佳装料炉温为300℃~500℃,在升温到700℃~800℃时的预热时刻应约占整个加热时刻的10%;在预热后再以最大可能加热速度升温到始锻温度的保温时刻应约占整个加热时刻的
80%;当加热到始锻温度后需均热的时刻应约占整个加热时刻的10%m。
(4)为有利于利用碳化物细化晶粒、利用沉积相来操控安排和改善品界状况与品粒巨细,应优化预锻和终锻热锻件图设计,保证预锻具有杰出的形状、尺度、晶粒安排、应力状况和足够的终锻变形程度,保证预锻和终锻变形体尽可能在压应力状况下均匀变形和顺利地充填模膛。
(5)为便于金属流动、进步终锻温度和避免部分形成粗大的晶粒安排或混晶安排,锻模在运用前应进行均匀预热(预热温度为250℃~350C),在运用
中应合理润滑,在铸造开始时应先轻击再逐步到重击以有用操控模锻的变形速度和变形程度并以最快的操作进程和最短的时刻完结所有的模锻成形:避免变形速度过大且变形程度过大而导致变形体内碳化物不能彻底溶解(易使碳化物在基体界面处扩展而超过资料许用极限强度而开裂),或避免
变形速度过小且变形程度过小而导致变形体变形时刻长和可能处于临界变形区内(即应避开临界变形程度规模宽的变形区域,以减小发生终锻部分品粒长大或安排不均匀等现象)。3.2 12CrNi3A资料模锻进程操控
(1) 12CrNi3A资料具有杰出的加热工艺性(加热温度、加热速度和加热时刻等约束条件少)和模锻工艺性,因而,在燃气炉中加热时可采用装料炉温不限和升温速度不限的一段加热工艺标准即能满足加热
质量要求,在模锻时能够最快变形速度和最短变形时
间完结整个模锻成形进程11
(2)为便于金属充填成形以及进步锻件质量稳定性、铸造功率和锻模运用寿命,应保证预锻和终锻具有次序成形模锻法的特色:预锻以压人式成形为主,粗式成形为辅,可为保证锻件成形和获得杰出的终锻工艺性供给了杰出的形状、尺度和应力状况保证:终锻以粗式成形为主,压人式成形为
辅,可获得较为理想的终锻形状与尺度。
(3) 12CrNi3A资料模锻约束条件少, 模锻工艺性好,不只适合1料1锻的成形方法,也适合调头模锻、一模多锻、连续多锻、复合模锻和多件合锻等1料多锻
的成形方法:在1料多锻时,既可挑选成形制坯、预和终锻的模锻工步以实现1料2锻或3锻:还可挑选滚挤、预锻和终锻后成形一半而锻成≥1件锻件今后再
用钳子夹住锻件调头将坯料的另一半滚挤、预锻和终锻的模锻工步以实现1料4银或6银:一起,1料多锻的坯料直径标准应选用d28~d30mm,适合沿料径向冲击方向铸造。
4 结束语
(1) 只要对GH4080A和12CrNi3A调速锤模锻工艺性进行有用剖析,才干有针对性地在模锻进程操控中保证锻件成形、改善模锻工艺性、优选成形方法,优
化成形数量和进步质量稳定性。
(2) 因GH4080A和12CrNi3A的资料特性不同而导致模锻工艺性具有显着差异:其中CH4080A资料的模锻工艺性差,难变形,质量稳定性差,成形方法单
一, 适合1料1锻; 12CrNi3A资料的模锻工艺性较好,较易变形,质量稳定性好,成形方法多样,既适合1料1锻也适合1料多锻
(3) 本文是以GH4080A和12CrNi3A调速锤模锻成形和进程操控为研究目标的,对类似条件的锻件成形也具有参考价值。
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