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鍛件預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)與成形

發(fā)布時(shí)間:2018-10-10 點(diǎn)擊數(shù):2147

       預(yù)成形坯的設(shè)計(jì)是根據(jù)鍛件的重量、密度、形狀和尺寸要求,設(shè)計(jì)預(yù)成形坯的密度、形狀和尺寸的。最基本的原則就是在鍛造時(shí)有利于預(yù)成形坯的致密和充滿模膛,同時(shí)在充滿模膛前應(yīng)盡可能使預(yù)成形坯有較大的橫向塑性流動(dòng)。但在充滿模具型腔前的塑性變形量不能大于預(yù)成形坯塑性允許的極限值。另外還必須考慮預(yù)成形坯在充滿模具型腔時(shí),各部位的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)盡可能處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下,避免或減小拉應(yīng)力狀態(tài)。


       一、預(yù)成形坯密度選擇


       密度是預(yù)成形坯的基本參數(shù)。根據(jù)預(yù)成形坯密度及鍛件質(zhì)量,求得預(yù)成形坯的體積,然后根據(jù)預(yù)成形坯的高徑比,分別確定預(yù)成形坯的高度及徑向尺寸。以此作為壓制模尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)。


粉末鍛件的最終密度主要是由鍛造變形決定的,一般與預(yù)成形坯密度關(guān)系不大。預(yù)成形坯密度選擇主要考慮預(yù)成形坯要有足夠強(qiáng)度,保證在生產(chǎn)工序之間的傳輸過程不損壞,形狀完整。為此一般冷壓制后的預(yù)成形坯密度為理論密度的80%左右。


       二、預(yù)成形坯形狀設(shè)計(jì)


       在實(shí)際生產(chǎn)中,預(yù)成形坯形狀選擇是極為重要的,大體上分為兩類:


       1.近似形狀,預(yù)成形坯與最終鍛件形狀相近,類似熱復(fù)壓的情況。


鍛件


       2.簡單形狀,預(yù)成形坯形狀較簡單,與鍛件形狀差別較大。一般是鍛件形狀的一種簡化。這種情況預(yù)成形坯鍛造時(shí),不僅只是高向鐓粗變形或壓實(shí),而且通過較大的塑性流動(dòng)充滿模具型腔。


       對(duì)于形狀較復(fù)雜鍛件的預(yù)成形坯,可以對(duì)其不同部位及性能要求,分別進(jìn)行設(shè)計(jì),以保證致密成形,而不產(chǎn)生裂紋。如果采取近似形狀預(yù)成形坯,鍛造時(shí)只是簡單的軸向壓實(shí),由于沒有水平方向的塑性流動(dòng),不能滿足力學(xué)性能要求。為此必須重新考慮預(yù)成形坯的形狀。


       三、預(yù)成形坯的壓制成形


       預(yù)成形坯的壓制是通過模具對(duì)粉末施加壓力,使粉末顆粒在室溫下聚集成一定形狀、尺寸、密度、強(qiáng)度的粉末坯體,這種坯體稱壓坯或生坯。


       粉末基本壓制方式有三種:單向壓制、雙向壓制、浮動(dòng)壓制。


       粉末壓制包括粉末預(yù)處理及混粉、稱粉、裝粉、壓制、脫模等過程,與傳統(tǒng)的粉末冶金工藝相同。


       四、預(yù)成形坯的燒結(jié)


       粉末鍛造主要分為預(yù)成形坯燒結(jié)和不燒結(jié)兩種熱鍛,對(duì)于預(yù)合金粉末預(yù)成形坯,可以直接加熱到鍛造溫度進(jìn)行鍛造,可以得到與燒結(jié)鍛造同樣性能的鍛件。對(duì)于采用混合元素粉末原料和不含碳的部分預(yù)合金粉末制成的混碳預(yù)成形坯,一般采取燒結(jié)鍛造。燒結(jié)的目的是為了合金化或使成份更均勻,增加預(yù)成形坯密度和塑性。另一方面燒結(jié)還可進(jìn)一步降低鍛件的含氧量,使之在幾百ppm之內(nèi)。燒結(jié)工藝主要控制的工藝參數(shù)為燒結(jié)溫度、時(shí)間和燒結(jié)氣氛。


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