轴类大锻件在压方过程中,表面质量受多种因素影响,主要可分为以下几类:
坯料表面缺陷:原始坯料存在的裂纹、折叠、夹杂等缺陷会在压方过程中扩展,导致表面恶化。
材料均匀性:化学成分偏析或组织不均匀(如粗大晶粒)易引发局部应力集中,形成表面裂纹或粗糙。
加热质量:加热温度不均或过烧会导致表面氧化皮过厚或脱碳层加深,压方时氧化皮压入锻件表面形成凹坑。
变形量控制:
单次压下量过大:易导致表面开裂(尤其低温阶段)或折叠。
变形不均匀:局部流动差异可能形成表面皱纹或剪切裂纹。
温度控制:
始锻温度过低:材料塑性差,易产生表面裂纹。
终锻温度过高:晶粒粗大,表面粗糙;过低则变形抗力增大,加剧缺陷风险。
应变速率:过快变形可能引发绝热升温或局部撕裂。
模具表面状态:模具磨损、划痕或表面粗糙度差会直接压印到锻件表面。
模具润滑不良:润滑不足导致金属流动阻力增大,加剧表面摩擦损伤或粘结。
设备刚性:设备刚度不足可能引起振动或偏载,导致锻件表面不平整。
氧化皮清理:未及时清除的氧化皮会在压方过程中压入表面,形成凹坑或夹杂。
冷却控制:不当的冷却速度(如过快)可能引发表面淬火裂纹或残余应力。
工艺规程执行:如锤击顺序、翻转次数不当,可能导致局部过压或欠压。
热处理工艺:淬火或退火不当可能放大表面微裂纹或导致氧化脱碳。
清理方法:酸洗或喷砂过度可能损伤表面。
1. 优化加热工艺:控制加热温度和时间,减少氧化皮生成;采用保护气氛加热。
2. 合理设计变形工艺:分多道次压方,控制每道次变形量;采用预锻整形。
3. 模具维护:定期抛光模具表面,保证润滑(如石墨水基润滑剂)。
4. 过程监控:实时检测温度、变形力,及时清理氧化皮。
5. 材料预处理:对坯料进行表面探伤或机加工去除缺陷层。
通过综合控制上述因素,可显著提升船用锻件的表面质量,减少后续加工余量并提高成品率。