模锻件锻造折叠研究

摘要：锻造折叠的发生原因主要在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。文章对模锻件锻造工艺中发生折叠的主要原因进行了全面分析，在此基础上阐述了对批次生产过程中，有效处理模锻件锻造折叠问题的方法和经验。

关键词：模锻件；锻造折叠；质量控制

中图分类号：V261 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0015-02

对于易受循环应力影响的各种零件，为了进一步提高其抗蠕变、抗疲劳性能、刚性、塑性、强度，降低零件的自身重量，一般选择锻件为零件提供毛坯。在模锻件的生产过程中，受到各种因素的影响，时常会发生各类不同程度的缺陷问题，其中最为常见的是锻造折叠问题。锻造折叠发生的主要原因在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。如果折叠缺陷发生在机加工面且深度较浅，则可以利用切削加工进行处理；如果折叠缺陷发生在非加工面上且深度较大，则其会对于零件的性能产生十分严重的影响，因而属于一种必须要避免的锻造缺陷。裂纹表象和锻造折叠现象的表现较为相似，但其性质存在较大的差异，折叠属于非扩展性缺陷的一种，而裂纹则属于扩展性缺陷的一种。

1毛刺进入锻件造成的折叠

毛刺进入模锻件所导致的折叠现象主要发生在有热校正工序以及多火次成型的模锻件生产制造过程中。模锻件前一火次成型处理完成后，需要在切边模上进行切边处理，因为凸凹模间存在一定的间隙，切边处理过程中会产生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型处理过程中，带毛刺的模锻件需要置于前一火次相同的型腔内。这一毛刺冷却方法具有硬度高、温度低、速度快等特征，但模锻件自身的强度较低、温度较高且体积更大。在对击上下模时，毛刺受到上模作用的影响会进入锻件内部，且毛刺并不会被挤压变小、变形。在本体和毛刺的交接部位会产生折叠现象。热校正过程中会产生与多火次成型相同的情况，折叠位置通常分布在分模面上，沿分模线环绕一周，并出现“裂纹”状的形态。

这一现象的处理方法包括：提高模具的生产质量以及制造工艺水平，从而保证一火完全成型，避免热校正工序，也就是不在对模锻件进行型腔二次处理。然而，在其生产制造过程中需要对工人操作、产品质量、生产率、成本、工艺和设备等环节进行综合考虑，对于所有的终锻型腔，均有可能使用到热校正、预锻和制坯等环节。另一制造手段在于，在锻件再次置入型腔前，需要将其模线附近的毛刺完全修磨掉，但是，这一处理技术的生产效率较低，且操作成本较高，会降低产品生产质量的稳定性，大大增加工人的工作量和工作强度。

2坯料放置不当所导致的折叠

图1坯料位置选择不合理所产生的折叠

模锻件锻造通常以在金属流动路径上、微粗方式成型加以实现，且通常无需凸台和凹腔，尤其是宽凹腔部位的折叠发生率最高。因此，在模锻件工艺设计过程中，坯料应首先覆盖发生“突变”的位置。然而，在具体的生产制造过程中，受到放置位置不合理等因素的影响，常会导致“突变”部位更加突出，进而在“突变”部位产生回流折叠现象。图1所示的是ICrl8NigTi材料三通锤击前的状态。在X>R终锻成型的情况下，金属会回流至箭头所示的方向，并于A点产生回流折叠现象；在X=R终锻成型的情况下，模锻件通常不会发生锻造折叠现象。在模锻件的二次制造过程中，需要变更相应的操作方法，以保证X

3毛坯选择不合理所导致的折叠

在模锻件工艺设计过程中，受到毛坯选择不合理等因素的影响，坯料在型腔内常会发生回流或是对流现象，进而产生较为明显的折叠。常规法兰盘的制作成型过程，如图2所示。随着冲头直径⊙1与毛坯直径⊙之间比值的逐渐加大，折叠现象的发生率也会逐步降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。模具型腔尺寸hl/⊙1和⊙1/⊙2比例值的增加，也就是型腔的逐步加深、变窄，能够大大降低折叠的发生率，相反，则折叠现象的发生率会偏高。随着冲头边缘圆角半径R的逐渐加大，折叠的发生率会有所降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。然而，半径R仅仅会影响高径较大的坯料，但其对于高径较小冲头的影响较小。

图2法兰盘折叠的产生

4多次装拆模具所产生的折叠

一般情况下，模具的使用温度为250℃。在多火次生产过程中，锻件火次之间的修理温度为室温。而在下一火次生产之前，则需要对模具进行再装、升温、拆卸等处理，上一火次与这一火次处理后的模具对击中心通常不会完全重合。上模腔中的锻件凸台无法完全进入上模型腔，这就会导致对击偏离的一侧发生折叠现象。这种折叠现象的发生与锻件变形所导致的折叠较为相似，但两者的产生原因则完全不同，其主要处理方法为最大限度地减少模锻火次，以实现工艺技术水平的提高。

5锻件变形所导致的折叠

上模块中存在不连续、凸台形状的锻件，经过多火次模锻处理后，受到操作过程中摔打以及冲孔切边等因素的影响，模锻件通常会发生不同程度的变形现象。在下个火模锻中，随着上一火锤击中心与这一火次相同，但是，已成型的凸台无法全部置入上模型腔中，因而模锻件的某一边缘凸台处就会产生折叠现象，且处理措施越多，折叠的发生率越高，程度越严重。所以，在模锻件工艺过程中，应最大限度地减少火次，尽可能做到一火成型。

6鱼鳞片状的折叠

鱼鳞片状折叠主要发生在模锻件的方台部位。在多锤成型模锻件的生产过程中，每一锤击操作都作用于相同的中心，此时不会形成鱼鳞片状折叠，而受到设备老化等因素的影响，导轨间隙通常无法准确控制在设定范围内。左右支臂紧固斜铁也会发生松动问题，这就造成了第二锤的对击中心与第一锤不重合的现象，并产生较小的偏移。受到模具制动扣作用的影响，打靠过程中上模会被挤回正常的锤击中心，在锤头下降和上升过程中，又会再次偏离正常位置，且这一过程会反复出现。每一次锤击都会出现一个折叠，后一个折叠也会将前一折叠部分挤入锻件内部。

7结语

综上所述，宇航产品所涉及的模锻件材料较为特殊、批量较少且品种较多，这就大大增加了模锻件生产人员操作和设计的难度。另一方面，受到吨位较小、结构限制以及设备老化等因素的影响，模锻件生产的工艺水平受到了较大的影响，这就早另一个侧面表现出了模锻件锻造折叠问题的另一不良影响。

参考文献

[1] ；郭建春，秦磊.锻件锻造折叠的综合预防措施 ；[J].机械工人，2005，1（3）：77-78.

[2] ；刚建伟.铝合金U型模锻件锻造工艺研究[J].轻合 ；金加工技术，2012，40（5）：44-45.

[3] ；金泉林.大型短剑锻造与工艺数值模拟[A].塑性 ；力学新进展—2011年全国塑性力学会议论文集 ；[C].2011，1（1）：176-177.

作者简介：黄进城（1971—），男，福建漳州人，供职于福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，研究方向：模锻件、自由锻件。

摘要：锻造折叠的发生原因主要在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。文章对模锻件锻造工艺中发生折叠的主要原因进行了全面分析，在此基础上阐述了对批次生产过程中，有效处理模锻件锻造折叠问题的方法和经验。

关键词：模锻件；锻造折叠；质量控制

中图分类号：V261 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0015-02

对于易受循环应力影响的各种零件，为了进一步提高其抗蠕变、抗疲劳性能、刚性、塑性、强度，降低零件的自身重量，一般选择锻件为零件提供毛坯。在模锻件的生产过程中，受到各种因素的影响，时常会发生各类不同程度的缺陷问题，其中最为常见的是锻造折叠问题。锻造折叠发生的主要原因在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。如果折叠缺陷发生在机加工面且深度较浅，则可以利用切削加工进行处理；如果折叠缺陷发生在非加工面上且深度较大，则其会对于零件的性能产生十分严重的影响，因而属于一种必须要避免的锻造缺陷。裂纹表象和锻造折叠现象的表现较为相似，但其性质存在较大的差异，折叠属于非扩展性缺陷的一种，而裂纹则属于扩展性缺陷的一种。

1毛刺进入锻件造成的折叠

毛刺进入模锻件所导致的折叠现象主要发生在有热校正工序以及多火次成型的模锻件生产制造过程中。模锻件前一火次成型处理完成后，需要在切边模上进行切边处理，因为凸凹模间存在一定的间隙，切边处理过程中会产生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型处理过程中，带毛刺的模锻件需要置于前一火次相同的型腔内。这一毛刺冷却方法具有硬度高、温度低、速度快等特征，但模锻件自身的强度较低、温度较高且体积更大。在对击上下模时，毛刺受到上模作用的影响会进入锻件内部，且毛刺并不会被挤压变小、变形。在本体和毛刺的交接部位会产生折叠现象。热校正过程中会产生与多火次成型相同的情况，折叠位置通常分布在分模面上，沿分模线环绕一周，并出现“裂纹”状的形态。

这一现象的处理方法包括：提高模具的生产质量以及制造工艺水平，从而保证一火完全成型，避免热校正工序，也就是不在对模锻件进行型腔二次处理。然而，在其生产制造过程中需要对工人操作、产品质量、生产率、成本、工艺和设备等环节进行综合考虑，对于所有的终锻型腔，均有可能使用到热校正、预锻和制坯等环节。另一制造手段在于，在锻件再次置入型腔前，需要将其模线附近的毛刺完全修磨掉，但是，这一处理技术的生产效率较低，且操作成本较高，会降低产品生产质量的稳定性，大大增加工人的工作量和工作强度。

2坯料放置不当所导致的折叠

图1坯料位置选择不合理所产生的折叠

模锻件锻造通常以在金属流动路径上、微粗方式成型加以实现，且通常无需凸台和凹腔，尤其是宽凹腔部位的折叠发生率最高。因此，在模锻件工艺设计过程中，坯料应首先覆盖发生“突变”的位置。然而，在具体的生产制造过程中，受到放置位置不合理等因素的影响，常会导致“突变”部位更加突出，进而在“突变”部位产生回流折叠现象。图1所示的是ICrl8NigTi材料三通锤击前的状态。在X>R终锻成型的情况下，金属会回流至箭头所示的方向，并于A点产生回流折叠现象；在X=R终锻成型的情况下，模锻件通常不会发生锻造折叠现象。在模锻件的二次制造过程中，需要变更相应的操作方法，以保证X

3毛坯选择不合理所导致的折叠

在模锻件工艺设计过程中，受到毛坯选择不合理等因素的影响，坯料在型腔内常会发生回流或是对流现象，进而产生较为明显的折叠。常规法兰盘的制作成型过程，如图2所示。随着冲头直径⊙1与毛坯直径⊙之间比值的逐渐加大，折叠现象的发生率也会逐步降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。模具型腔尺寸hl/⊙1和⊙1/⊙2比例值的增加，也就是型腔的逐步加深、变窄，能够大大降低折叠的发生率，相反，则折叠现象的发生率会偏高。随着冲头边缘圆角半径R的逐渐加大，折叠的发生率会有所降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。然而，半径R仅仅会影响高径较大的坯料，但其对于高径较小冲头的影响较小。

图2法兰盘折叠的产生

4多次装拆模具所产生的折叠

一般情况下，模具的使用温度为250℃。在多火次生产过程中，锻件火次之间的修理温度为室温。而在下一火次生产之前，则需要对模具进行再装、升温、拆卸等处理，上一火次与这一火次处理后的模具对击中心通常不会完全重合。上模腔中的锻件凸台无法完全进入上模型腔，这就会导致对击偏离的一侧发生折叠现象。这种折叠现象的发生与锻件变形所导致的折叠较为相似，但两者的产生原因则完全不同，其主要处理方法为最大限度地减少模锻火次，以实现工艺技术水平的提高。

5锻件变形所导致的折叠

上模块中存在不连续、凸台形状的锻件，经过多火次模锻处理后，受到操作过程中摔打以及冲孔切边等因素的影响，模锻件通常会发生不同程度的变形现象。在下个火模锻中，随着上一火锤击中心与这一火次相同，但是，已成型的凸台无法全部置入上模型腔中，因而模锻件的某一边缘凸台处就会产生折叠现象，且处理措施越多，折叠的发生率越高，程度越严重。所以，在模锻件工艺过程中，应最大限度地减少火次，尽可能做到一火成型。

6鱼鳞片状的折叠

鱼鳞片状折叠主要发生在模锻件的方台部位。在多锤成型模锻件的生产过程中，每一锤击操作都作用于相同的中心，此时不会形成鱼鳞片状折叠，而受到设备老化等因素的影响，导轨间隙通常无法准确控制在设定范围内。左右支臂紧固斜铁也会发生松动问题，这就造成了第二锤的对击中心与第一锤不重合的现象，并产生较小的偏移。受到模具制动扣作用的影响，打靠过程中上模会被挤回正常的锤击中心，在锤头下降和上升过程中，又会再次偏离正常位置，且这一过程会反复出现。每一次锤击都会出现一个折叠，后一个折叠也会将前一折叠部分挤入锻件内部。

7结语

综上所述，宇航产品所涉及的模锻件材料较为特殊、批量较少且品种较多，这就大大增加了模锻件生产人员操作和设计的难度。另一方面，受到吨位较小、结构限制以及设备老化等因素的影响，模锻件生产的工艺水平受到了较大的影响，这就早另一个侧面表现出了模锻件锻造折叠问题的另一不良影响。

参考文献

[1] ；郭建春，秦磊.锻件锻造折叠的综合预防措施 ；[J].机械工人，2005，1（3）：77-78.

[2] ；刚建伟.铝合金U型模锻件锻造工艺研究[J].轻合 ；金加工技术，2012，40（5）：44-45.

[3] ；金泉林.大型短剑锻造与工艺数值模拟[A].塑性 ；力学新进展—2011年全国塑性力学会议论文集 ；[C].2011，1（1）：176-177.

作者简介：黄进城（1971—），男，福建漳州人，供职于福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，研究方向：模锻件、自由锻件。

摘要：锻造折叠的发生原因主要在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。文章对模锻件锻造工艺中发生折叠的主要原因进行了全面分析，在此基础上阐述了对批次生产过程中，有效处理模锻件锻造折叠问题的方法和经验。

关键词：模锻件；锻造折叠；质量控制

中图分类号：V261 ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ；文章编号：1009-2374（2014）18-0015-02

对于易受循环应力影响的各种零件，为了进一步提高其抗蠕变、抗疲劳性能、刚性、塑性、强度，降低零件的自身重量，一般选择锻件为零件提供毛坯。在模锻件的生产过程中，受到各种因素的影响，时常会发生各类不同程度的缺陷问题，其中最为常见的是锻造折叠问题。锻造折叠发生的主要原因在于，模锻件锻造过程中过氧化表层的金属相互汇合，且其折叠的深度通常存在一定的差异。如果折叠缺陷发生在机加工面且深度较浅，则可以利用切削加工进行处理；如果折叠缺陷发生在非加工面上且深度较大，则其会对于零件的性能产生十分严重的影响，因而属于一种必须要避免的锻造缺陷。裂纹表象和锻造折叠现象的表现较为相似，但其性质存在较大的差异，折叠属于非扩展性缺陷的一种，而裂纹则属于扩展性缺陷的一种。

1毛刺进入锻件造成的折叠

毛刺进入模锻件所导致的折叠现象主要发生在有热校正工序以及多火次成型的模锻件生产制造过程中。模锻件前一火次成型处理完成后，需要在切边模上进行切边处理，因为凸凹模间存在一定的间隙，切边处理过程中会产生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型处理过程中，带毛刺的模锻件需要置于前一火次相同的型腔内。这一毛刺冷却方法具有硬度高、温度低、速度快等特征，但模锻件自身的强度较低、温度较高且体积更大。在对击上下模时，毛刺受到上模作用的影响会进入锻件内部，且毛刺并不会被挤压变小、变形。在本体和毛刺的交接部位会产生折叠现象。热校正过程中会产生与多火次成型相同的情况，折叠位置通常分布在分模面上，沿分模线环绕一周，并出现“裂纹”状的形态。

这一现象的处理方法包括：提高模具的生产质量以及制造工艺水平，从而保证一火完全成型，避免热校正工序，也就是不在对模锻件进行型腔二次处理。然而，在其生产制造过程中需要对工人操作、产品质量、生产率、成本、工艺和设备等环节进行综合考虑，对于所有的终锻型腔，均有可能使用到热校正、预锻和制坯等环节。另一制造手段在于，在锻件再次置入型腔前，需要将其模线附近的毛刺完全修磨掉，但是，这一处理技术的生产效率较低，且操作成本较高，会降低产品生产质量的稳定性，大大增加工人的工作量和工作强度。

2坯料放置不当所导致的折叠

图1坯料位置选择不合理所产生的折叠

模锻件锻造通常以在金属流动路径上、微粗方式成型加以实现，且通常无需凸台和凹腔，尤其是宽凹腔部位的折叠发生率最高。因此，在模锻件工艺设计过程中，坯料应首先覆盖发生“突变”的位置。然而，在具体的生产制造过程中，受到放置位置不合理等因素的影响，常会导致“突变”部位更加突出，进而在“突变”部位产生回流折叠现象。图1所示的是ICrl8NigTi材料三通锤击前的状态。在X>R终锻成型的情况下，金属会回流至箭头所示的方向，并于A点产生回流折叠现象；在X=R终锻成型的情况下，模锻件通常不会发生锻造折叠现象。在模锻件的二次制造过程中，需要变更相应的操作方法，以保证X

3毛坯选择不合理所导致的折叠

在模锻件工艺设计过程中，受到毛坯选择不合理等因素的影响，坯料在型腔内常会发生回流或是对流现象，进而产生较为明显的折叠。常规法兰盘的制作成型过程，如图2所示。随着冲头直径⊙1与毛坯直径⊙之间比值的逐渐加大，折叠现象的发生率也会逐步降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。模具型腔尺寸hl/⊙1和⊙1/⊙2比例值的增加，也就是型腔的逐步加深、变窄，能够大大降低折叠的发生率，相反，则折叠现象的发生率会偏高。随着冲头边缘圆角半径R的逐渐加大，折叠的发生率会有所降低，相反，则折叠现象的发生率会偏高。然而，半径R仅仅会影响高径较大的坯料，但其对于高径较小冲头的影响较小。

图2法兰盘折叠的产生

4多次装拆模具所产生的折叠

一般情况下，模具的使用温度为250℃。在多火次生产过程中，锻件火次之间的修理温度为室温。而在下一火次生产之前，则需要对模具进行再装、升温、拆卸等处理，上一火次与这一火次处理后的模具对击中心通常不会完全重合。上模腔中的锻件凸台无法完全进入上模型腔，这就会导致对击偏离的一侧发生折叠现象。这种折叠现象的发生与锻件变形所导致的折叠较为相似，但两者的产生原因则完全不同，其主要处理方法为最大限度地减少模锻火次，以实现工艺技术水平的提高。

5锻件变形所导致的折叠

上模块中存在不连续、凸台形状的锻件，经过多火次模锻处理后，受到操作过程中摔打以及冲孔切边等因素的影响，模锻件通常会发生不同程度的变形现象。在下个火模锻中，随着上一火锤击中心与这一火次相同，但是，已成型的凸台无法全部置入上模型腔中，因而模锻件的某一边缘凸台处就会产生折叠现象，且处理措施越多，折叠的发生率越高，程度越严重。所以，在模锻件工艺过程中，应最大限度地减少火次，尽可能做到一火成型。

6鱼鳞片状的折叠

鱼鳞片状折叠主要发生在模锻件的方台部位。在多锤成型模锻件的生产过程中，每一锤击操作都作用于相同的中心，此时不会形成鱼鳞片状折叠，而受到设备老化等因素的影响，导轨间隙通常无法准确控制在设定范围内。左右支臂紧固斜铁也会发生松动问题，这就造成了第二锤的对击中心与第一锤不重合的现象，并产生较小的偏移。受到模具制动扣作用的影响，打靠过程中上模会被挤回正常的锤击中心，在锤头下降和上升过程中，又会再次偏离正常位置，且这一过程会反复出现。每一次锤击都会出现一个折叠，后一个折叠也会将前一折叠部分挤入锻件内部。

7结语

综上所述，宇航产品所涉及的模锻件材料较为特殊、批量较少且品种较多，这就大大增加了模锻件生产人员操作和设计的难度。另一方面，受到吨位较小、结构限制以及设备老化等因素的影响，模锻件生产的工艺水平受到了较大的影响，这就早另一个侧面表现出了模锻件锻造折叠问题的另一不良影响。

参考文献

[1] ；郭建春，秦磊.锻件锻造折叠的综合预防措施 ；[J].机械工人，2005，1（3）：77-78.

[2] ；刚建伟.铝合金U型模锻件锻造工艺研究[J].轻合 ；金加工技术，2012，40（5）：44-45.

[3] ；金泉林.大型短剑锻造与工艺数值模拟[A].塑性 ；力学新进展—2011年全国塑性力学会议论文集 ；[C].2011，1（1）：176-177.

作者简介：黄进城（1971—），男，福建漳州人，供职于福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，研究方向：模锻件、自由锻件。