大型锻件锻造的关键技术

大型锻件的常规生产工艺存在萌生裂纹源的变形机制。从宏观力学出发剖析了大型轴类锻件、大型饼类锻件、大型板类锻件的常规生产工艺 ,指出其容易产生废品的力学机理 ,提出合理匹配料宽比、砧宽比和压下率来控制毛坯变形区横向和径向拉应力的方法 ,从而彻底锻合毛坯内部的空洞缺陷 ,改善毛坯内部金属的组织与性能 ,防止内部产生裂纹 ,降低废品率。该方法的可靠性得到生产实践的检验 。

超大直径铝合金环形锻件轧胀成形工艺与装备关键技术研究

介绍了重载火箭用铝合金大型环形锻件的制作工艺,重点分析了径轴向数控轧制环形锻件的制作工艺。介绍了大型环形锻件轧制和胀形结合成形的制作工艺,采用有限元模拟了Φ10和Φ1.2 m环形锻件的轧制和胀形结合成形工艺过程,并对Φ1.2 m环形锻件的轧制和胀形成形过程进行了试验验证。结果表明:轧制和胀形结合的成形工艺技术能有效地改善产品组织,使组织更致密,提高了产品的晶粒度;轧制和胀形工艺技术能有效地提高产品的屈服强度,从而提高产品的使役性能。胀形工艺对产品有明显的整形作用。在此基础上提出Φ10 m环形锻件径轴向数控轧制和液压胀形结合的成形工艺。

近净成形快堆支承环用316H不锈钢锻件的晶粒度与力学性能

采用电渣重熔钢锭,经开坯锻造后,通过热挤压制备高品质坯料,随后在专用模具内进行胎模锻造成形,研制出国内首支外径15.5米、重量15吨的快堆支撑环1/6弧段316H不锈钢锻件,突破了超大规格快堆支撑环锻件制造技术瓶颈。结果表明:锻件各部位晶粒度、拉伸性能均匀一致且无各向异性,疲劳性能完全满足ASME设计曲线标准要求。所采用的近净成形制造工艺大大缩短了产品制造周期,提高了经济效益,实现了同类产品的国产化制造。

基于混晶评价的大锻件热锻晶粒组织演变

以大型锻件超超临界转子用12%Cr耐热钢为研究对象,采用拔长实验和数值模拟相结合的方式,探究了大锻件热锻过程晶粒组织演变情况。研究表明:热锻后坯料横截面晶粒不均匀性受锻造温度、锻比以及上模压下速度综合影响,小锻比和较低锻造温度与大锻比和较高锻造温度均可改善晶粒不均匀性。基于此,通过拟合得到了12%Cr耐热钢热锻过程坯料横截面晶粒不均匀性与锻造工艺参数之间的量化关系模型;针对大锻件“因大而生”的混晶问题,在现有混晶评价方法的基础上,提出了一种普适性更好的混晶评价方法,即采用统计学方法划分各小组,以每小组晶粒弦长和占总弦长的频率为基础,分别确定大、小晶粒分界组进行评价,对比拔长实验后的混晶组织演变规律验证了该方法的优越性。

7075铝合金锻件氧化黑斑分析

采用低倍、高倍组织观察、成分分析等方法研究传动支架用7075铝合金锻件硫酸阳极氧化膜颜色发黑缺陷的原因及形成机理。结果表明,锻件成分偏析和淬透性差共同作用导致淬火时效后锻件不同位置析出的数量出现差异,阳极氧化过程中,强化相析出量多、尺寸较大的位置,因可溶强化相会造成氧化膜中的大量细小孔洞,使阳极氧化膜颜色发黑显现为黑斑。

大型锻件尺寸在线测量技术研究

随着制造业自动化程度越来越高,传统的尺寸测量设备和方法已难以满足大型高温锻件尺寸在线测量的要求。该文阐述大型高温锻件尺寸在线测量系统的重要性,介绍大尺寸工件在线测量的发展现状,指出目前大型高温锻件尺寸在线测量存在的问题,提出一种基于多目视觉的大型长轴类锻件尺寸测量方法,对测量系统进行架构设计,建立计算的数学模型,总结该测量方法特点与局限性,并指出未来进一步探索的方向。

150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

《大型铸锻件》投稿须知

《大型铸锻件》是经国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的科技期刊,1979年创刊,是中国大型铸锻件行业唯一一本公开发行的刊物,是中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊中国期刊全文数据库全文收录期刊、中文科技期刊数据库收录期刊。

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《大型铸锻件》是经国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的科技期刊,1979年创刊,是中国大型铸锻件行业唯一一本公开发行的刊物,是中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊、中国期刊全文数据库全文收录期刊、中文科技期刊数据库收录期刊。《大型铸锻件》主要报道:炼钢、铸造、锻造、热处理、焊接、增材制造等新理论、新工艺、新设备,金属材料研究、模具设计与制造技术、数值模拟、无损检测、标准等方面的科研成果、现场经验、实验研究、技术革新、综述等。

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《大型铸锻件》是经国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的科技期刊,1979年创刊,是中国大型铸锻件行业唯一一本公开发行的刊物,是中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊、中国期刊全文数据库全文收录期刊、中文科技期刊数据库收录期刊。

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《大型铸锻件》是经国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的科技期刊,1979年创刊,是中国大型铸锻件行业唯一一本公开发行的刊物,是中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊、中国期刊全文数据库全文收录期刊,中文科技期刊数据库收录期刊。

航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。

复杂结构的铝合金锻件高速切削加工方法研究

以支臂零件为例,展示了零件的典型结构,并对零件进行了工艺性分析。根据零件的特点,从零件的毛坯形式、工艺装备的设计、加工设备的选择以及典型的加工工序等方面出发,设计了一套适宜的加工方案。基于高速切削加工技术的特点,详细描述了零件在高速切削情况下的加工与编程方法,并通过对零件的实际加工,验证了加工方案的可行性,进而总结出复杂结构的铝合金锻件数控高速切削的加工方法及合理的切削参数。

144型高性能转向节预锻件优化设计与精锻工艺研究

144型转向节是中重型高端商用车转向部件中的核心零件,其对延伸率和断面收缩率均有严格要求,根据传统锻造工艺理论设计的预锻方案不能满足断面收缩率要求,研究其预锻件的优化设计与精锻终成形工艺对于获得合格锻件具有重要意义。首先采用经典塑性成形理论分析了基于传统方法设计的预锻件存在的问题,然后基于损伤理论提出了其预锻件结构的优化设计方法,同时提出了基于平面薄飞边的精锻终成形工艺。应用结果表明,生产的144型转向节精密锻件阶梯杆部的关键技术指标延伸率A≥12.5%,断面收缩率Z≥50%,超过了国外客户所提技术指标的要求。

TC4钛合金鼓筒锻件锻造模拟及组织预测

采用刚塑性有限元方法和DEFORM-2D软件对TC4钛合金鼓筒锻件锻造过程和等轴初生α相的分布情况进行数值模拟,比较对击锤锻造和液压机锻造2种工艺下的温度场及应变分布情况。模拟结果表明:对击锤锻造易产生类似切削的缺陷,通过设计合适的坯料内侧倾角可以显著改善缺陷形成;液压机锻造成形后的锻件温度分布、应变分布和组织均较为均匀,不易产生锻造缺陷,是TC4钛合金鼓筒锻件成形的较优方式。液压机锻造的TC4钛合金锻件中等轴初生α相含量由心部到边缘逐渐增大,经组织验证,其等轴初生α相分布基本符合模拟云图。

核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件的热处理

Mn-Ni-Mo钢具有良好的焊接性能、较好的强韧性和抗中子辐照脆化性能,常用于制作压水堆核电容器用大锻件。但Mn-Ni-Mo钢的淬透性中等,先进核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件难以通过常规热处理获得所需要的高性能。2000年以来,上海电气上重铸锻有限公司(简称上重)联合上海交通大学在材料特性、热处理工艺和淬火装置等方面进行了试验研究,结果显著提升了核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件的热处理技术水平,上重制造的核电容器用大锻件性能达到了国际先进水平。

20Cr13钢泵轴锻件的试制

泵轴是一种传递动力的零件,通常采用20Cr13不锈钢制作。通过采用VOD精炼+二次电渣重熔工艺熔炼,始锻温度为1 180℃、终锻温度为780℃的锻造和调质处理试制了尺寸为?360 mm×7 150 mm的20Cr13钢泵轴锻件。检测结果表明:锻件的显微组织为正常的回火索氏体,力学性能达到了泵轴产品的技术要求。

环形锻件风冷温度场仿真优化

热处理是决定金属最终组织性能的关键,其中冷却过程温度场控制是热处理的核心。大型环形锻件尺寸规格大、风冷热处理条件下温度场一致性差、控制难。针对上述难题,本文通过环形缩比件风冷正火实验与测量,反算对流换热系数,开展环件风冷散热的模拟仿真,研究环形件风冷温度场演变情况,并给出风冷工艺的优化策略。结果表明,环形件风冷正火过程流场与温度场耦合变化,合理设计导流台和风速能够改善流场分布,并显著提高环件散热效率。本方法能够为大型环形锻件风冷正火过程的温度场分析以及热处理工艺优化提供技术支撑。

挤压机前梁锻件结构的设计

以55 MN铝挤压机前梁作为设计研究对象,对锻件前梁进行了结构设计、仿真分析及设计优化,最终确定了锻件前梁结构。锻件前梁相比箱型铸件前梁厚度明显减小,从而缩短了挤压机机后淬火装置到模具口的安装距离,有效保证了挤压制品的淬火性能,同时减少了挤压废料,在中小型挤压机中可以广泛推广应用。