鍛造鍛件時(shí)產(chǎn)生裂紋的原因

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在錘上模鍛時(shí)，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(shí)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(duì)靜止的金屬與向飛邊槽流動(dòng)的金屬之間產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，以致引起剪裂紋。

為了避免發(fā)生這種裂紋，適當(dāng)圓角半徑，使得介于流動(dòng)與相對(duì)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(shí)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。

為避免產(chǎn)生飛邊裂紋，對(duì)形狀簡(jiǎn)單的鍛件，好采用無(wú)飛邊模鍛，對(duì)于形狀復(fù)雜而不宜采用無(wú)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(gè)很窄區(qū)域內(nèi)。當(dāng)多余金屬?gòu)哪Ｇ粌?nèi)外流時(shí)，流動(dòng)著的金屬與相對(duì)禁止的金屬之間，由于激烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生大量的熱，使這個(gè)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(shí)，這個(gè)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。 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

原材料準(zhǔn)備不當(dāng)對(duì)異形鍛造件產(chǎn)生的缺陷是什么？

異形鍛造件在生產(chǎn)鍛件前要準(zhǔn)備金屬原材料，如果原材料不當(dāng)，產(chǎn)生的缺陷及其對(duì)鍛件的影響。鍛件廠在備料不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷有以下幾種。

1、切斜：

切斜是鍛件廠在鋸床或沖床上下料時(shí)，由于未將棒料壓緊，致使坯料端面相對(duì)于縱軸線的傾斜量超過了規(guī)定的許可值。嚴(yán)重的切斜，可能在鍛造過程中形成折疊。

2、坯料端部彎曲并帶毛刺：

在剪斷機(jī)或沖床上下料時(shí)，由于剪刀片或切斷模刃口之間的間隙過大或由于刃口不銳利，使鍛件坯料在被切斷之前已有彎曲，結(jié)果部分金屬被擠人刀片或模具的間隙中，形成端部下垂毛刺。

3、坯料端面凹陷：

在剪床上下料時(shí)，由于剪刀片之間的間隙太小，金屬斷面上、下裂紋不重合，產(chǎn)生二次剪切，結(jié)果部分端部金屬被拉掉，端面成凹陷狀。這樣的坯料鍛造時(shí)易產(chǎn)生折疊和開裂。

4、端部裂紋：

在冷態(tài)剪切大斷面合金鋼和高碳鋼棒料時(shí)，常常在剪切后3～4h發(fā)現(xiàn)端部出現(xiàn)裂紋。主要是由于刀片的單位壓力太大，使圓形斷面的坯料壓扁成橢圓形，這時(shí)材料中產(chǎn)生了很大的內(nèi)應(yīng)力。而壓扁的端面力求恢復(fù)原來的形狀，在內(nèi)應(yīng)力的作用下則常在切料后的幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)裂紋。材料硬度過高、硬度不均和材料偏析較嚴(yán)重時(shí)也易產(chǎn)生剪切裂紋。有端部裂紋的坯料，鍛造時(shí)裂紋將進(jìn)一步擴(kuò)展。

5、氣割裂紋：

氣割裂紋一般位于坯料端部，是由于氣割前原材料沒有預(yù)熱，氣割時(shí)產(chǎn)生組織應(yīng)力和熱應(yīng)力引起的。有氣割裂紋的坯料，鍛造時(shí)裂紋將進(jìn)一步擴(kuò)展。

6、凸芯開裂：

車床下料時(shí)，在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。鍛造過程中，由于凸芯的斷面很小，冷卻很快，因而其塑性較低，但坯料基體部分?jǐn)嗝娲螅鋮s慢，塑性高。因此，在斷面突變交接處成為應(yīng)力集中的部位，加之兩部分塑性差異較大，故在錘擊力的作用下，凸芯的周圍容易造成開裂。

常規(guī)鍛造和鑄造鍛造的方法

1. 常規(guī)鍛造法

鍛造是鋁輪轂應(yīng)用較早的成形工藝之一。鍛造鋁輪轂具有強(qiáng)度高、抗蝕性好、尺寸菁確、加工量小等優(yōu)點(diǎn)，一般情況其重量?jī)H相當(dāng)于同尺寸鋼輪的1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致，其強(qiáng)度、韌性與疲勞強(qiáng)度均顯著優(yōu)于鑄造鋁輪轂。同時(shí)，性能具有很好地再現(xiàn)性，幾乎每個(gè)輪轂具有同樣的力學(xué)性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長(zhǎng)率為12%-17%，因而能很好的吸收道路的震動(dòng)和應(yīng)力。通常鑄造輪轂具有相當(dāng)強(qiáng)的承受壓縮力的能力，但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠(yuǎn)不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強(qiáng)度重量比。另外，鍛造鋁輪轂表面無(wú)氣孔，因而具有很好的表面處理能力，不但能保證涂層均勻一致，結(jié)合牢靠，而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的蕞大缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)成本比鑄造的高得多。

2. 鑄造鍛造法

針對(duì)常規(guī)鍛造工序多，成本高的問題，近年來出現(xiàn)了一種稱為鑄造鍛造的復(fù)合成形技術(shù)，它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用，對(duì)其進(jìn)行塑性加工的方法。由于將鍛造作為零件蕞終成形的工序，因此可以消除鑄造缺陷，改善制品的組織結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品的力學(xué)性能比鑄件大大提高，同時(shí)又充分發(fā)揮了鑄造工藝在成形復(fù)雜件方面的優(yōu)勢(shì)，使形狀復(fù)雜的產(chǎn)品鍛造工序減少，材料利用率大大提高，生產(chǎn)成本降低。用鑄造鍛造技術(shù)生產(chǎn)鋁輪轂，其性能完全可以達(dá)到鍛件的力學(xué)性能指標(biāo)，但生產(chǎn)成本可以比普通鍛造件下降30%。目前，該工藝自1996年9月成功地應(yīng)用到批量生產(chǎn)中以來，已被多家日本公司采用，經(jīng)濟(jì)效果良好。國(guó)內(nèi)在鑄造鍛造成形工藝方面雖有一些研究和應(yīng)用，但還未見應(yīng)用到鋁輪轂的生產(chǎn)中的報(bào)道。