鐓粗變形時(shí)金屬流動(dòng)有哪些特點(diǎn)及其控制

使坯料高度減小，橫截面增大的成形工序稱為鐓粗,。鐓粗變形是塑性變形過

程中zui基本的變形方式，不僅一些鍛件(如餅塊鍛件、空心鍛件等)必須采用鐓

粗變形，而且其他鍛造工序(如拔長(zhǎng),、沖孔等)也包含鐓粗因素。因此研究鐓粗

變形時(shí)金屬流動(dòng)特點(diǎn)及其控制對(duì)大變形方法的實(shí)現(xiàn)具有十分重要意義,。

鐓粗變形時(shí)金屬流動(dòng)有哪些特點(diǎn)及其控制

(1)鐓粗變形時(shí)金屬的流動(dòng)特點(diǎn)

*章緒論

圓截面坯料鐓粗時(shí),，坯料的變形流動(dòng)情況與坯料的高徑比(吼佃D)有關(guān)。 一般坯料(島歸薩n8q)鐓粗時(shí),，坯料的變形是不均勻的,，外觀呈現(xiàn)鼓形，即

巾問直徑大,，兩端直徑小(圖1．5),。圖1-6為網(wǎng)格法試驗(yàn)得到的平砧鐓粗后坯

料內(nèi)部變形的情況，可以看出鐓粗時(shí)坯料變形是不均勻的,。 廣|『，一 l { i 八 ll { !

圖l一5平砧鐓粗圖

圖1．6平砧鐓粗時(shí)坯料子午面的網(wǎng)格變化

鍛件變形區(qū)按變形程度大小可分為三個(gè)區(qū)域,，如圖1．7所示,。第1區(qū)金屬的

變形程度zui小，第1I區(qū)金屬的變形程度zui大,，第1II區(qū)金屬的變形程度居中,。

圖1—7鐓粗時(shí)按變形程度分區(qū)和各區(qū)應(yīng)力狀況

平板間熱鐓粗坯料時(shí)，產(chǎn)生變形不均勻的原因主要有兩個(gè)方面：

1)工具與坯料端面之間的摩擦力,，增加了金屬變形需要的單位壓力,，使其

變形困難。在高度方向上,，坯料的中間部分(II區(qū))受到的摩擦影響??；坯料的

上、下端(I區(qū))受到的摩擦影響大,，變形相對(duì)困難,。在接觸面上,，由于坯料中

心處的金屬流動(dòng)受到外層金屬的阻止,，即越靠近中心的區(qū)域，受到的變形抗力越

大(即0-2,、盯,，大，圖1—7),，變形越困難,。由于這樣的受力情況，形成近似錐形

的第1區(qū)比第1I區(qū)變形困難,，一般稱為困難變形區(qū),。

2)熱鐓粗時(shí)坯料的溫度不均勻。坯料與工具接觸的上,、下端面的金屬(I

區(qū)),，溫度降低快，變形抗力大,，比坯料中間處(1I區(qū))的金屬變形困難,。

高坯料(Ho／D023．0)鐓粗時(shí)，變形也是不均勻的,，常產(chǎn)生雙鼓形(圖1．8),，

其原因是打擊能量首先被坯料上、下兩端金屬吸收,，上部和下部變形大,、中部變

形小Il2|。 高徑比>3．0的坯料鐓粗時(shí),，易產(chǎn)生縱向彎曲,。 [土] r] 霉藹 I [±] (?· ?1) (I? ?I) I I C—_J

圖l-8高坯料鐓租時(shí)形成雙鼓形

(2)鐓粗變形時(shí)金屬流動(dòng)控制

鐓粗變形的不均勻性會(huì)引起鍛件內(nèi)部組織不均勻與側(cè)表面裂紋。因此,，需要

改善或消除引起變形不均勻的因素,，以保證鍛件內(nèi)部組織均勻，防止鍛件側(cè)表面

裂紋產(chǎn)生,。解決措施有以下四個(gè)方面：

1)改變坯料與模具之間的邊界條件,，如減小模具與坯料之間的摩擦、溫度

差等,，主要有以下措施：采用軟金屬墊板,，使用潤(rùn)滑劑，預(yù)熱模具等113,14】,。

2)改變坯料形狀，如采用凹形毛坯鐓粗,，套環(huán)內(nèi)鐓粗，端面帶凹形坯料鐓

粗等114,15】,。

3)改變變形方式,，如模具采用錐形板鐓粗，扭．壓復(fù)合加載鐓粗,，先壓凹端

再取平板鐓粗,，疊鐓等[16,17】,。

4)采用反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)的鍛造工藝【18,20】

反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)工藝有單向(軸向)反復(fù)墩拔,、十字反復(fù)墩拔,、雙十字反復(fù)墩拔

等多種變形方法,。其共同點(diǎn)是鐓粗時(shí)鍛件的困難變形區(qū)在拔長(zhǎng)時(shí)受到變形，使坯

料各區(qū)域變形比較均勻,。

為防止鐓粗時(shí)產(chǎn)生縱向彎曲,，圓柱體毛坯高度與直徑之比不應(yīng)超過2．5～3．0，

在2．0～2．2的范圍內(nèi)更好,。對(duì)于平行六面體毛坯，其高度與較小基邊之比應(yīng)小于3．5～4．0t201,。

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