温锻加工-温锻精密成形的关键技术

2020-04-27 15:58:12  浙江三维大通精锻科技有限公司   阅读 257

温锻成形的温度范围介于冷锻和热锻温度范围之间,因而其成形特性方面有区别于冷锻成形和热锻成形的特殊性。为了能更好地掌握这--先进的成形技术的变形机理,充分发挥其优越性,需对这些特殊性进行研究。

一、变形温度及变形量控制

温锻成形具有优越性的根本原因在于它不同于冷锻和热锻的成形温度,因此,对于各种变形材料,要发挥温锻成形的优势,必须选择最合适的温锻温度,既能充分发挥材料的变形能力,省去中间热处理工步,又能保证零件的尺寸精度,良好的内部组织结构及机械性能对于汽车 工业中常用的碳钢和合金钢,温锻温度大致范围为650~900C,其最优变形温度根据材料的含碳量及合金种类确定。

对于高强度低合金钢或合金钢温锻,可以控制材料的变形温度和变形分布,使温锻件的微观结构和机械性能达到预定要求,还可以省去热处理工艺因此,掌握温锻成形参数对温锻件的微观结构和机械性能的影响关系具有重要意义在此基础上可建立各参数对微观结构和机械性能的影响模型,指导生产实践首先通过实验建立变形体的温度分布、冷却速率应变应力应变速率等各参数对成形件的微观结构及机械性能的影响关系然后建立各种成形条件下的有限元模型,用热、力耦合有限元模拟成形件的变形及冷却过程,利用有限元模拟结果和前述实验得出的影响关系可以预测成形件的微观结构及机械性能,从而可以帮助工艺设计人员选择合适的成形及冷却参数,优化温锻工艺。

二、润滑技术和润滑剂

润滑是温锻成形中的一个关键技术,良好的润滑系统对工艺的成败起着决定性作用,目前常用的润滑方法可以归为4类: (1) 坯料不加润滑剂涂层,工作模具采用油一石墨乳化液润滑或水油-石墨的混合液润滑; (2) 坯料采用石墨涂层,模具工作表面采用油一石墨乳化液润滑或水油一石墨的混合液润滑;(3)坯料采用石墨涂层,模具工作表面采用水-石墨悬浮液或不含石墨的润滑剂润滑;(4)坯料采用其驼涂层(不含石墨), 模具工作表面采用不含油一石墨的润滑剂润滑。模具工作部分的材料通常采用耐热工具钢或高速钢。选择模具材料时,考虑的主要因素不是成形温度,而是润滑剂的种类用水基润滑剂时,不宜采用高速钢,因为高速钢对热应力较敏感且其热传导率太低出于经济效益和环保两方面考虑,采用无油白色润滑剂是温锻技术的发展趋势,因此耐热工具钢将逐步成为首选温锻模具材料。

三、模具的受力分析及模具寿命

温锻模具在材料的变形过程中,要经受高的变形抗力及热应力的综合作用,最大变形压力可达200-250M Pa,连续生产时模具温度可达300~ 500C 或更高因此在进行温锻工艺设计时,必须充分考虑模具的受力条件和温度条件,保证模具的强度、硬度和韧性达到生产要求,,避免因模具的早期失效而造成的经济损失。

为确定温锻模具工作时的受力情况,可利用有限元法耦合模具的弹性变形及变形体模具之间的传热过程对温锻过程进行模拟,得出模具的温度及应力分布,从而为选择合适的模具材料、设计合理的模具结构(包括润滑和冷却系统)及尺寸提供依据。


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