提高筒類鍛件表面質量的措施

王勇崗 徐 騫

(中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業(yè)部水壓機鍛造分廠，黑龍江 161042)

筒節(jié)是壓力容器中重要的組成部分，筒節(jié)質量的好壞直接關系到整臺反應器的好壞。由于筒節(jié)大部分都需要鐓粗沖孔、芯棒拔長、擴孔等工序，所以在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)飛邊、折傷、橢圓等質量問題而導致鍛件報廢。本文結合筒類鍛件的生產(chǎn)工序分析總結了筒類鍛件的幾種質量問題，針對這幾種質量問題提出了解決方案以及預防措施。

1 筒類鍛件鍛造工序

筒類鍛件鍛造工序如圖1所示。

圖1 筒類鍛件鍛造工序Figure 1 Forging process of cylinder forging

2 筒類鍛件的幾種質量問題

通過長期的生產(chǎn)跟蹤，筒類鍛件容易出現(xiàn)以下幾種質量問題：

(1)內(nèi)外表面出現(xiàn)凹坑、折傷；

(2)端面長短不齊、壁厚不均勻；

(3)筒節(jié)端面出現(xiàn)折傷以及飛邊開裂、飛邊折疊進入筒身內(nèi)部；

(4)出成品后橢圓度較大。

3 產(chǎn)生質量問題的原因

3.1 筒身內(nèi)外表面出現(xiàn)凹坑的原因是：鍛件在爐內(nèi)長時間高溫加熱，自身產(chǎn)生較厚的氧化鐵皮，鍛造前沒有用合適的方法徹底清除氧化皮，鍛造過程中將較厚的氧化皮壓入鍛件本體造成凹坑；坯料與加熱爐墊鐵上的氧化皮粘連，鍛造前同樣是由于沒有用合適的方法去除，導致氧化皮壓入鍛件本體。

3.2 內(nèi)外表面產(chǎn)生折傷主要是由于鍛造過程中錘與錘的搭接量以及壓下量存在問題所致。

3.3 鍛件出現(xiàn)長短面主要存在于有拔長工序的筒節(jié)。長短面的產(chǎn)生主要有以下兩方面原因：由于料溫不均，在芯棒拔長過程中溫度高的地方比溫度低的地方走料快而造成端面長短不齊；坯料在芯棒拔長過程中旋轉角度太大造成漏錘，再加上每一錘的壓下量不同，最后導致產(chǎn)生長短面。

3.4 筒節(jié)壁厚不均主要是由于坯料沖孔沖偏后，在芯棒拔長和擴孔出成品時沒有及時的調整壓下量所致。

3.5 鍛件端面出現(xiàn)折傷、飛邊開裂以及飛邊折疊進入筒身內(nèi)部主要是由于沖孔工序造成。折傷的

圖2 鍛件端面折傷示意圖Figure 2 The schematic drawing of end surface damage of forging

圖3 去除筒節(jié)氧化皮示意圖Figure 3 The schematic drawing of removing the scale of cylinder

圖4 專用漏沖脫附具示意圖Figure 4 The schematic drawing of special punching auxiliary tool

產(chǎn)生是由于在沒有設計專用漏沖脫附具前，漏沖脫采用兩個平臺相互配合，坯料端面和大小平臺接觸處產(chǎn)生勒痕，坯料勒痕處在芯棒拔長或馬杠擴孔過程中逐漸演變成折傷，見圖2。飛邊開裂和飛邊折疊進入筒身內(nèi)部主要是由于沖孔后毛刺沒有得到及時的處理，在后序芯棒拔長和馬杠擴孔過程中逐漸產(chǎn)生。

3.6 鍛件產(chǎn)生橢圓有以下幾方面原因：鍛件出成品火次保溫時間太長，導致將坯料燒成橢圓，在擴孔出成品時沒有及時的將橢圓校圓；出成品后終鍛溫度太高，成品擺放不當，由于鍛件自重造成橢圓；擴孔出成品時壓下量不均勻，變形不同步造成成品橢圓。

4 解決方法及預防措施

4.1 為了避免氧化皮造成的質量問題采取如下措施：在加熱墊鐵上鋪石棉氈，阻斷坯料與加熱墊鐵上氧化皮的粘連，但是高溫狀態(tài)下在墊鐵上鋪石棉氈比較困難同時容易造成石棉氈浪費，這種方法適合于重點產(chǎn)品；利用特種吊鉗的結構特點，待筒節(jié)放置在馬架上后，將特種吊鉗合抱在筒節(jié)有氧化皮的部位，操作車夾持馬杠反復旋轉，帶動筒節(jié)旋轉將粘連的氧化鐵皮刮下，見圖3。

4.2 為了避免由于料溫不均造成筒節(jié)在芯棒拔長時出現(xiàn)長短面和坯料被燒成橢圓的情況，可以采用將坯料保溫一定時間后，旋轉一定角度再進行保溫。

4.3 為了從根本上解決筒節(jié)端面折傷、飛邊開裂以及飛邊折疊進入筒身本體等質量問題，采用以下措施：設計專用漏沖脫附具徹底避免端面折傷的產(chǎn)生，見圖4；坯料沖孔(芯棒拔長)結束后采用吹氧(氣割)的方式將飛邊徹底清除。

4.4 筒節(jié)出成品后由于自重將會使橢圓度增大，所以采用立料裝置將出成品后的筒節(jié)豎立放置。

4.5 相對進給量和單道次壓下量是鍛造時的重要參數(shù)，相對進給量b/h(b為砧寬；h為坯料高度)太小或太大都容易產(chǎn)生折傷，所以鍛造時相對進給量應最好滿足0.5～0.85。均勻的壓下量可以有效地避免壁厚不均、端面長短不齊等質量問題。

[1] 姚澤坤.鍛造工藝學與模具設計.西北工業(yè)大學出版社，2007.

[2] 俞漢清.陳金德.金屬塑性成型原理.北京：機械工業(yè)出版社，2001.