鍛造鍛件時產(chǎn)生裂紋的原因

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在錘上模鍛時，常出現(xiàn)飛邊裂紋。這種裂紋深入鍛件，裂紋周圍常發(fā)現(xiàn)有偏析和輕微的過熱。飛邊裂紋不僅在切邊時出現(xiàn)，多的是在淬火后才顯露出來。一般飛邊愈薄，則飛邊裂紋愈嚴(yán)重。這種裂紋可能由下列原因引起的：模具設(shè)計(jì)不當(dāng)。 在與飛邊相鄰處帶有厚度不大的垂直肋的鍛件，往往由于肋的根部處圓角半徑取得過小，肋的根部處相對靜止的金屬與向飛邊槽流動的金屬之間產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，以致引起剪裂紋。鍛造加工是機(jī)械制造中毛坯和零件生產(chǎn)的主要方法之一，常分為自由鍛、模鍛等。

為了避免發(fā)生這種裂紋，適當(dāng)圓角半徑，使得介于流動與相對禁止的金屬之間的中間區(qū)域，從而減小剪應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋。 由這種剪應(yīng)力引起的飛邊裂紋，一般是成一水平直線，并位于飛邊區(qū)的邊緣部位，而不在中間。坯料的質(zhì)量低。 鋁合金坯料內(nèi)常常有裂紋。分層或氧化膜等缺陷。這些缺陷在模鍛時可能被擠到飛邊里去，因此，在切除飛邊后，便表現(xiàn)為鍛件的飛邊裂紋。二、對于進(jìn)行終熱處理(或產(chǎn)品熱處理)的工件，通過鍛后熱處理還應(yīng)使鍛件產(chǎn)品條件所要求的X能指標(biāo)。

為避免產(chǎn)生飛邊裂紋，對形狀簡單的鍛件，好采用無飛邊模鍛，對于形狀復(fù)雜而不宜采用無飛邊模鍛的，只有適當(dāng)增加制坯和預(yù)鍛工步，并合理地設(shè)計(jì)終鍛模膛。 在低于合金的固相線，但高于正常的鍛造溫度下進(jìn)行鍛造。

在模鍛的后階段，變形區(qū)局限在分模面附近的一個很窄區(qū)域內(nèi)。當(dāng)多余金屬從模腔內(nèi)外流時，流動著的金屬與相對禁止的金屬之間，由于激烈的相對運(yùn)動而產(chǎn)生大量的熱，使這個局部范圍內(nèi)的金屬發(fā)生過熱。再加上多余金屬被擠向飛邊槽時，這個部位出現(xiàn)很大的剪應(yīng)力，在此剪應(yīng)力的作用下，飛邊處過熱的部位往往產(chǎn)生裂紋。不同的生產(chǎn)工藝:鍛造:鍛造(鍛造和沖壓)的兩個組成部分之一，在鍛造過程中，毛坯被鍛造機(jī)壓入塑性變形，以獲得具有一定機(jī)械性能、形狀和尺寸的鍛件。 此外，鍛件鍛造過程中如果采用連續(xù)打擊，雖然鍛前加熱溫度并未正常鍛造溫度范圍，同樣也可能產(chǎn)生上述后果

鋁合金鍛造件的特性

鋁合金鍛造件具有以下特性：

①密度小，只有鋼鍛件的34%，銅鍛件的30%，是輕量化的理想材料。

②比強(qiáng)度大、比剛度大、比彈性模量大、疲勞強(qiáng)度高，宜用于輕量化要求高的關(guān)鍵受力部件，其綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料。

③內(nèi)部組織細(xì)密、均勻、無缺陷，其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁合金鑄件和壓鑄件，也高于其它材料鑄件。

④鋁合金的塑性好，可加工成各種形狀復(fù)雜的高精度鍛件，機(jī)械加工余量小，僅為鋁合金拉伸厚板加工余量的20%左右，大大節(jié)省工時和成本。

⑤鋁鍛件具有良好的耐蝕性、導(dǎo)熱性和非磁性，這些都是鋼鍛件無法比擬的。

⑥表面光潔、美觀，表面處理性能良好，美觀耐用。

可見，鋁鍛件具有一系列優(yōu)良特征，為鋁鍛件代替鋼、銅、鎂、木材和塑料提供了良好條件。

近幾年來，由于鋁材成本下降，性能提高，品種規(guī)格擴(kuò)大，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越大。主要用于航天航空、交通運(yùn)輸、汽車、船舶、能源動力、電子通訊、石油化工、冶金礦山、機(jī)械電器等領(lǐng)域。

鋁合金鍛造模鍛件粗晶缺陷

1.鍛造件的材質(zhì)

制造模鍛件的鋁合金i牌號不同，其產(chǎn)品出現(xiàn)粗晶的幾率有很大差別。鋁-鋅-鎂-銅系合金的鍛件較少出現(xiàn)粗晶缺陷，而鋁-銅-鎂系、鋁-鎂-硅系合金，鍛件出現(xiàn)粗晶缺陷的幾率相對較多。

2.鋁合金鍛造工藝參數(shù)和模具溫度

（1）選擇合理的終鍛溫度

終鍛溫度過低則鍛件很容易出現(xiàn)粗晶，蘭溪同力鋁業(yè)股份有限公司稱特別是鋁-銅-鎂系、鋁-鎂-硅系合金一定要嚴(yán)格控制終鍛溫度，如2A11(LY11)合金槳葉模鍛件終鍛溫度必須高于390℃，否則很容易出現(xiàn)粗晶。鍛件的材質(zhì)不同對終鍛溫度的要求也不同，但所有的鋁合金模鍛件均要求其終鍛溫度不低于370℃。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品,例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。

（2）模具預(yù)熱溫度不宜過低

模具溫度過低會加速型腔內(nèi)金屬冷卻速度，從而使金屬的變形溫度過低，令金屬難以充滿型腔且可能在鍛件表面形成粗晶。模具的預(yù)熱溫度與鍛件的形狀和鋁合金i牌號等因素有關(guān)，一般要求控制在300℃～400℃。

（3）變形程度不宜過小

尤其是蕞后一火的變形程度不宜過小，若變形程度很小，再結(jié)晶晶核較少，孕育期又很長，模鍛件再次加熱（或熱處理）后將會形成粗大的晶粒。如果變形程度小到臨界變形程度（大約3％～15％左右）的范圍內(nèi)，再結(jié)晶晶粒會急劇長大，使鍛件會出現(xiàn)粗晶缺陷。在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制模鍛件的模鍛火次及每火壓下量，避免因?yàn)槟ｅ懟鸫芜^多，一次壓下量過小而使鍛件處于臨界變形狀態(tài)。在保證金屬能蕞終充滿模具型腔及低倍流線要求的情況下，盡量減少模鍛火次。KD鍛造法是在WHF鍛造法基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，其原理是利用鋼錠在長時間的高溫條件下有的塑X，能在有限的設(shè)備上，用寬砧大壓下率進(jìn)行鍛造，采用上、下V型寬砧鍛造于鍛件表面金屬塑X的，增加心部的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)而地鍛合鋼錠缺陷。