新FM法拔长的临界砧宽比、临界料宽比及工艺参数研究

通过有限元模拟新FM法锻造,分析了锻件心部一定区域内的应力场分布规律,得出:对于不同压下率,在不同料宽比条件下,都存在着使轴向应力由拉应力转变为压应力的临界砧宽比λ_(1cr);在不同砧宽比条件下,都存在着使横向应力由拉应力转变为压应力的临界料宽比λ_(1cr)。合理的工艺参数应由砧宽比、料宽比及压下率三者匹配确定。数值分析结论,是新FM法工艺参数的精细化。

LZ锻造的砧宽比、料宽比的临界值研究

通过有限元模拟LZ锻造 ,分析锻件心部一定区域内的应力场分布规律 ,得到对于不同压下率 ,在不同料宽比条件下 ,使轴向应力由拉应力转变为压应力的临界砧宽比 (w/h) cr;在不同砧宽比条件下 ,都存在着使横向应力由拉应力转变为压应力的临界料宽比 (b/h) cr。合理的工艺参数应由砧宽比、料宽比及压下率

大锻件拔长工艺研究进展与展望

综述了拔长工艺研究进展 ,重点阐述了近期以系统观点研究拔长而获得的拔长工艺理论、临界砧宽比、临界料宽比的最新成果 。

新FM锻造法

提出一个能控制毛坯变形区中心，既不出现轴向拉应力，也不出现横向拉应力，上用平砧、下用大平台的锻造方法，称之为新ＦＭ锻造法（ＦｒｅｅｆｒｏｍＭａｎｎｅｓｍａｎｎｅｆｆｅｃｔ）。给出了展宽率〔＝（ｂ－ｂ_０）／ｂ_０〕与压下率（η＝△ｈ／ｈ_０）之间量的关系，根据提供的数据表，可进行新ＦＭ法压缩毛坯过程中的截面变换计算，且能使砧宽比（ω／ｈ）、料宽比（ｂ／ｈ）与压下率达到最佳匹配。

新拔长理论工艺参数的量值匹配与确定

对新拔长理论的工艺参数──砧宽比（ｗ／ｈ）和料宽比（ｂ／ｈ）及压下率，给出了合理的量值匹配与确定。这为编制锻造变形工艺提供了可循的依据，且为建立大锻件的专家系统提供一个重要的判据。

平砧拔长矩形截面毛坯的新理论

在拔长工艺理论方面，论证了只有砧宽比ω／ｈ一个工艺参数的不足，而应增加一个工艺参数料宽比ｂ／ｈ，才能正确描述拔长毛坯中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。该论述已被实验验证。同时用料宽比和砧宽比这二个工艺参数控制锻件内部质量的拔长工艺，简称为ＬＺ工艺。

塑性工程力学镦粗和拔长理论与技术的进展

塑性工程力学中,在拔长工艺理论方面,应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足,而应补充一个新的工艺参数——料宽比,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定。在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新FM(Free from Mannesmann effect)法”。并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产,可大幅度提高锻件的质量。

大型板类锻件的锻造

常规锻造工艺生产大型板类锻件时,由于大型板类锻件的尺寸待征,无法满足高度方向压下时其砧宽比和料宽比不出现拉应力的条件,因而在锻造过程中,在其材料组织的晶界或晶界薄弱处容易形成新的裂纹源。通过对超声探伤报废的2块板类锻件(模块)进行解剖试验,其结果证明了这一论断。为了克服大型板类锻件的锻造工艺的缺点,根据锻造理论和工艺的最新研究成果,提出了锻造大型板类锻件的新FM锻造法。用新FM法锻造板类锻件,可有效地控制工艺参数,防止在变形体内产生形成裂纹的机制,并可大幅度降低板类锻件的废品率。将该工艺用于大型锻件的生产与修复中,也是非常有效的。

平砧拔长矩形截面毛坯横向应力控制的试验研究

通过物理模拟试验，定性地研究了平砧拔长时横向应力的性质与大小对各工艺参数的依赖关系，得出了靠砧宽比参数不能改变横向应力的性质；必须增加料宽比参数并同时考虑压下量的控制，才能避免在工件内部产生横向拉应力的结论。

液压机上镦粗与拔长新理论与新工艺的研究

在镦粗工艺理论方面 ,提出了圆柱体镦粗的刚塑性力学模型的拉应力理论和静水应力力学模型的切应力理论 ,设计了锥形板镦粗的新工艺。在拔长工艺理论方面 :应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题 ,论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足 ,而应补充一个新的工艺参数——料宽比 ,才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量 ;并进一步解决了该拔长理论工艺参数量值的合理匹配与确定 ;在“锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响”研究中 ,提出了增加料宽比对横向拉应力控制的“新 FM(Free from Mannesmann effect)锻造法”;并在此基础上提出了横向无拉应力锻造法。用上述理论指导工艺生产 。

平砧拔长矩形截面毛坯的理论

从理论上分析与论证了平砧拔长矩形截面毛坯只有砧宽比(W/H)一个工艺参数是不足的,认为应增加,个工艺参数料宽比(B/H),才能正确描述拔长毛坯中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。该理论已被实验验证。

大型轴类锻件产生小当量超声波探伤密集缺陷的原因及改善途径

通过解剖发电机转子等大型轴类锻件,确认了锻件内部小当量超声波探伤密集缺陷的实质和产生原因。应用新的锻造工艺理论,根据生产锻件质量统计,确定只有控制砧宽比、料宽比、镦粗高径比、加热温度、变形量、应力状态等工艺参数锻造生产,才能提高轴类锻件质量。

300t起重吊钩的锻造成型工艺

300t起重双钩锻造过程中摒弃了忽略横向料宽比瞬时参数的常规锻造方法,采取有效工艺措施,在坯料下面加垫块,将始末料宽比限制在0.8～1.4之间,从而得到了优质的吊钩。

新FM锻造法的应用实践

新FM锻造法的实质是增加了料宽比的控制。新FM法的应用实践表明:它应用于锻造大型模块有显著效果。

莱钢1000t吊钩的锻造工艺研发

通过对工艺流程的改进和砧宽比、料宽比等工艺参数的控制,完成1000t吊钩的锻造工艺研发,使锻件机械性能指标达到技术要求,并实现批量化生产。

LZ锻造法和NFM锻造法的应用实践

LZ锻造法和NFM锻造法是建立在新拔长理论基础上的两个新工艺。该新工艺的实质是增加了料宽此对横向拉应力的控制。LZ锻造法在中国第一重型机械集团公司、中国第二重型机械集团公司和太原重型机械集团公司得到生产应用；NFM锻造法在北满特殊钢股份有限公司、陕西重型机器厂和中国第一重型机械集团公司得到生产应用。效果非常显著。

基于正交试验的12t模铸锭的锻造工艺参数优化

锻造过程中为了消除或改善钢锭内部的疏松、缩孔等冶金缺陷,提升锻造后锻件的质量,利用有限元模拟软件Deform-3D,建立了12 t模铸锭在不同料宽比、搭边量和压下率条件下的有限元模型,并利用正交试验系统分析了影响锻件芯部空穴闭合的3种锻造因素之间的关系;研究了锻造过程中料宽比、搭边量和压下率对静水应力、等效应变的影响规律,并得出了优化的锻造工艺参数,可提升锻件的锻造质量。结果表明,料宽比在1.0~1.4范围时,料宽比的增大对等效应变的影响不大;搭边量大于80 mm时,搭边量的增大对静水应力的影响较小;压下率在25%~30%范围时,等效应变随着压下率的增大而增大,当压下率超过30%后,等效应变急剧下降。