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R8000mm刚性引锭杆的锤上自由锻工艺

  • 2009-1-12 14:57:02
  • 来源:金属加工在线
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关 键 词:自由锻工艺,引锭杆
文献摘要:本文以1000kg 空气锤上锻造的R8000 mm 刚性引锭杆尾段为例,详细地介绍了R8000 mm 刚性引锭杆毛坯的锤上自由锻方法。为锻造过程中可能产生的变形缺陷提供了有效的解决方案,为在设备生产能力不足的情况下锻造大的弧形件提供了思路。
 
     R8000 mm 刚性引锭杆是连铸机上的重要部件,由引锭头、前段、中段和尾段组成,各段均为R8000mm的弧形件。在上述4 段中,引锭头和前段较短,零件展开长度不足1 m; 而中段和尾段较长,零件展开长度分别为5500 mm 和6650mm。下面就以长度最长的引锭杆尾段为例,介绍R8000 mm 引锭杆毛坯在1000 kg 空气锤上进行自由锻造的工艺方法。
 
    1. 工艺过程的制订
 
    R8000 mm 引锭杆尾段毛坯的锻件图如图1 所示。
 
 
    笔者所用设备为C41 —1000 空气锤、2t 有轨操作机、2. 54 m2 双室式加热炉和10t 天车配合操作。锻造工艺简单归纳为:下料→加热→锻直坯→加热→锤上弯曲→校正。下面就各工序的操作要点做逐一介绍。
 
    2. 各工序操作要点
 
    ( 1) 下料 鉴于锻件的尺寸较大,重约2000kg ,1000kg 空气锤的锻造能力略显不足。在综合考虑加热炉的加热长度后,笔者没有选择钢锭下料,而是选择了􊚼300 mm 圆钢。虽然材料成本略有上升,但是可以大大提高锻造效率。下料重量也比毛坯实际重量要大一些,这不仅是因为烧损的原因,还必须考虑到弯曲时毛坯两端不可能弯曲到位,要留有工艺头; 另外,为了弯曲时天车起吊安全,毛坯两端还要设置起吊孔。
 
    ( 2) 锻直坯前加热 加热温度不仅要满足材料始锻温度的要求,还要考虑加热炉的加热长度,确保直坯能够锻成。笔者所用的加热炉较小,最大加热长度为2. 7m。为了能顺利地锻出直坯,就必须保证锻完一头后,掉头加热完另一头锻造一次成形,也就是两火成形。第二火尤其重要,加热温度取决于始锻温度的上限值,这样锻造完毕后可以利用余热立即弯曲,避免下次加热长度不够。
 
    ( 3) 锻直坯 首先要求锤的上下砧面平整,这样可以有效地避免出现菱形截面的变形缺陷; 其次,在调头锻造时,后锻部分与先前锻造的部分之间一定要找直、找正,以便最大限度地减少后续校正的工作量。在直坯锻造完毕后,要充分利用余热进行弯曲,以减少加热次数,提高生产效率。
 
    ( 4) 弯曲 R8000 mm 引锭杆毛坯的弯曲过程如图2所示。支架1 ( 含固定支撑辊) 套在下砧块7 上,待弯曲的直坯2 由操作机夹持放在上锤砧3 与支架1 之间,直坯的另一端通过天车悬吊。弯曲过程如下:将上压辊和活动支撑辊分别放在锻坯的上面和下面,如图2 所示。从直坯的悬吊端开始,随着坯料的送进,操作机前移,锤头开始锻打,在三点受力的情况下形成圆弧。随着圆弧尺寸的增大,天车吊钩上移,以保持坯料与支撑辊的正确接触。弯到坯料中间后,掉头加热弯曲另一端时要尽量使待弯段与已弯段结合处对正,减少扭曲的产生。在整个弯曲过程中,操作机只起扶持坯料,使其不致翻倒的作用,不要夹持太紧,以减少锤击力对设备的冲击。圆弧的大小可以通过调整活动辊与固定辊的间距来控制,圆弧的尺寸通过样板来测量。
 
    ( 5) 校正 锻完的毛坯,通常都会有不同程度的变形缺陷,校正工序必不可少。校正通常都在锤上进行,所用工具有斜梢板( 斜垫铁) 、压杠和支架( 见图2) 。为了提高坯料的塑性,减小变形抗力,校正前可进行局部加热。加热温度不需过高,以950 ~1000 ℃为宜。
 
    3. 变形缺陷的产生与防止
 
    引锭杆在锻造过程中产生的变形缺陷主要有菱形截面、侧弯和扭曲,如图3 、图4 和图5 所示。
 
    ( 1) 菱形截面 菱形截面即锻件截面呈菱形。这主要是因为在锻直坯的过程中,空气锤上下砧面不平或操作时坯料未放平所致。如果在弯曲之前直坯没有仔细调整,就会在锻件上形成菱形截面。菱形截面的调整见图6 ,将毛坯斜放在上下砧之间,通过放在毛坯之上的斜垫铁进行锤击。
 
    ( 2) 侧弯 侧弯是指毛坯的侧面( 非弧面) 发生弯曲。产生的主要原因: 锻直坯时,出现弯曲未及时调整或弯曲时坯料未放正。侧弯的调整方法见图7 ,坯料放在支架1 和活动辊5 上,上砧通过压杠3 直接对变形点锤击。
 
 
    ( 3) 扭曲 所谓扭曲,即毛坯的局部相对于两端发生扭转变形。扭曲发生的原因是在掉头弯曲的时候,毛坯没有放平,两端不对正。扭曲的调整方法见图8 ,毛坯放在下砧块1 上,变形点不超出下砧块1 ,斜垫铁放在离变形点较近的位置锤击( 不能直接锤击变形点) 。
 
    一般说来,以上三种缺陷都是合并出现的。在实际调整过程中,菱形截面要在直坯锻完之后调整,尽量不要带入到弯曲工序。调整弯曲和扭曲要遵循先扭曲后弯曲的原则,边调整边测量,力求尺寸准确。
 
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