神戶制鋼公司開發采用近終形模壓法預測鍛造負荷的技術

  當鍛(duan)造(zao)負荷比鍛(duan)壓(ya)機的(de)壓(ya)力更(geng)大時,無法壓(ya)下到目標壓(ya)下量,由此(ci)會(hui)產生(sheng)鍛(duan)件局部(bu)充填不足(zu)的(de)問題。從確定鍛(duan)造(zao)工藝方(fang)面來看,高(gao)精度(du)預測鍛(duan)造(zao)負荷很(hen)重要。為此(ci)神(shen)戶制鋼公司開發了采用近終形模壓(ya)法預測鍛(duan)造(zao)負荷的(de)技術。

  約束系數和(he)接(jie)觸面積是與(yu)鍛模和(he)鍛坯的(de)摩擦系數和(he)接(jie)觸面形狀(zhuang)有(you)關聯(lian)的(de)值。另(ling)外,變(bian)形阻抗會(hui)因(yin)材料的(de)鍛造溫度、變(bian)形和(he)應(ying)變(bian)速(su)度的(de)不同而產生大的(de)變(bian)化,因(yin)此(ci)在預測鍛造負(fu)荷時,必須高精度掌握變(bian)形阻抗。

  在對大(da)(da)型(xing)鍛(duan)件(jian)進行了(le)(le)(le)預鍛(duan)形(xing)(xing)狀(zhuang)和鍛(duan)模形(xing)(xing)狀(zhuang)設計時(shi),神戶(hu)(hu)制鋼公司通過塑性(xing)變(bian)形(xing)(xing)解析(xi)(xi),計算(suan)了(le)(le)(le)鍛(duan)造(zao)負荷。由(you)于解析(xi)(xi)對象為軸對稱形(xing)(xing)狀(zhuang),因此(ci)神戶(hu)(hu)制鋼公司進行了(le)(le)(le)二維(軸對稱)的(de)塑性(xing)變(bian)形(xing)(xing)解析(xi)(xi)。設定鍛(duan)坯溫度1200℃,壓(ya)下(xia)速度為10mm/s和50mm/s兩(liang)種。當壓(ya)下(xia)速度為10mm/s時(shi),雖然鍛(duan)造(zao)負荷比50mm/s時(shi)的(de)低,但壓(ya)下(xia)到目(mu)標壓(ya)下(xia)位(wei)置(zhi)(1,150mm)時(shi)的(de)鍛(duan)造(zao)負荷超過了(le)(le)(le)鍛(duan)壓(ya)機的(de)最(zui)大(da)(da)加壓(ya)力的(de)130MN,無法壓(ya)下(xia)至目(mu)標位(wei)置(zhi)。因此(ci),必須減小鍛(duan)造(zao)負荷。

  減小(xiao)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)負荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)方法有兩種(zhong):一是減小(xiao)變形(xing)阻抗(kang);二是減小(xiao)接觸(chu)面(mian)積。提高(gao)(gao)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)件(jian)溫度可以有效(xiao)減小(xiao)變形(xing)阻抗(kang)。從設備上來看,將加(jia)熱爐內的(de)(de)(de)(de)(de)溫度提高(gao)(gao)到(dao)1230℃左右是可能的(de)(de)(de)(de)(de),但如果把鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)件(jian)溫度提高(gao)(gao)到(dao)1200℃以上,有可能出現過熱現象(xiang)。因(yin)此(ci),研(yan)究了通(tong)過減小(xiao)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)坯(pi)和鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)接觸(chu)面(mian)積來降(jiang)低鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)負荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)方法。首先,作為(wei)(wei)試驗對(dui)(dui)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)鋼零(ling)部件(jian)為(wei)(wei)軸(zhou)對(dui)(dui)稱(cheng)形(xing)狀(zhuang),通(tong)過以鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)稱(cheng)軸(zhou)為(wei)(wei)中心進行(xing)旋轉(zhuan),可以鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)所要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)。因(yin)此(ci),把內面(mian)成形(xing)用的(de)(de)(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo)視為(wei)(wei)與目標鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)形(xing)狀(zhuang)內面(mian)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang),并(bing)由軸(zhou)對(dui)(dui)稱(cheng)形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo)變為(wei)(wei)截取一個斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)板狀(zhuang)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo),也可以減小(xiao)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)坯(pi)與鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)接觸(chu)面(mian)積。

  神戶制鋼公司(si)將此方法稱為(wei)“旋轉(zhuan)鍛(duan)(duan)造(zao)法”。該鍛(duan)(duan)造(zao)方法是在每一次(ci)壓下(xia)(xia)時就要提(ti)升和(he)旋轉(zhuan)鍛(duan)(duan)模(mo)一次(ci),在變(bian)更壓下(xia)(xia)位置(zhi)(zhi)后再次(ci)進行壓下(xia)(xia),反復(fu)進行這些操作(zuo)直至達到(dao)目標壓下(xia)(xia)位置(zhi)(zhi)為(wei)止。