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模鍛件有不少封閉的斷面，兩肋間距離短，肋較薄，兩肋間距和腹板問厚度大，并且不少部位表面是非加工成的。因?yàn)槟ｅ懠�肋薄很多，在生產(chǎn)中經(jīng)常在薄肋和腹板相交處、肋和緣條連接處產(chǎn)生折疊問題。模鍛件上折疊破壞其連續(xù)性，由于它使斷面部分變?nèi)酰�或在使用時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力集中而發(fā)生疲勞裂紋，很大程度上減小鍛件承載能力，而肋一般都用來給予剛性或?yàn)閯e的零件提供安裝或者鏈接面，所以要防止折疊缺陷。
1鋁合金模鍛件折疊缺陷部位和原因分析
1．1模鍛件折疊部位由鍛件結(jié)構(gòu)與外形能夠看出，在生產(chǎn)中折疊大多發(fā)生在鍛件腹板和筋、筋和緣條部位。
1．2折疊缺陷的原因①毛料設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)不合理，造成金屬分配存在差異性。鍛件工藝選擇直徑是180mm×420mm長(zhǎng)棒材，按照二次多方段進(jìn)行打方，直到120mm×180mm×480mm，然后對(duì)其中間局部進(jìn)行拔長(zhǎng)，再在50水壓機(jī)上終壓成型。由其外形可知，其上下筋對(duì)稱，雖然毛料外形與鍛件外形接近，
毛料改進(jìn)
但是通過圖1可知鍛件毛料上部與底部金屬不均勻，底部金屬分布較大，高度不夠，鍛件是上下對(duì)稱的，在模壓時(shí)，上部筋充滿著型腔，下部金屬?zèng)]有充滿，隨著變形在型腔中圓角上部就產(chǎn)生一個(gè)空穴，最終在此處金屬與下部匯合充填，產(chǎn)生折疊。②從腹板和筋連接部位圓角半徑分析，由于該圓角半徑小，在模鍛中，兩筋充滿后，上下模不斷靠攏，表面金屬順著阻力較小方向穿過，流進(jìn)毛邊槽，并帶動(dòng)表面金屬外流，使筋與腹板疊在一起，產(chǎn)生折疊。③從金屬流向考慮模壓時(shí)，金屬填充型腔中，不是貼著圓角壁流人，離開圓角，使金屬先和相對(duì)側(cè)壁接觸，再與底部接觸，向圓角處出現(xiàn)金屬倒流，這使正流與倒流金屬表面發(fā)生重合，進(jìn)而形成折疊。④上一次模壓完時(shí)修傷沒有徹底，沒有快速把折疊修干凈而使其進(jìn)入下一次模壓，使鍛件內(nèi)部與外部都有折疊。
1.3解決折疊缺陷方法①把鍛件毛料改成選擇直徑是170mm×280mm長(zhǎng)棒材，在拔長(zhǎng)模上進(jìn)行拔長(zhǎng)，拔成頭端是直徑(170×80+10)mm，尾部壓扁到70+5i"~11TI厚。選擇新改進(jìn)毛料來模壓，可看到其上下金屬均勻，在模壓過程中金屬變形比較均勻，在棒子拔長(zhǎng)部位圓角將圓滑過渡，在模壓時(shí)使和分模垂直方向上流動(dòng)阻力較小，不能在型腔中圓角上部產(chǎn)生空穴，讓金屬均勻充滿型腔。②增加筋和腹板上圓角與模具上凸圓角半徑，使金屬模壓時(shí)均勻充滿型腔，流動(dòng)阻力減小，多余金屬將沿模腔外形流人毛邊槽。③經(jīng)過改進(jìn)工藝的鍛件表面不存在折疊，流線沿著鍛件分布，符合圖紙和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
2軸類鍛件的折疊缺陷
在鍛件中，有較大部分是軸類鍛件，其成形模具是摔模，由上下兩部分構(gòu)成，鍛造中鍛件繞著軸線旋轉(zhuǎn)，沒有飛邊，例如卡摔模和調(diào)直摔模。摔模成形特點(diǎn)是通過模具側(cè)面壓力來制約金屬橫向流動(dòng)，使金屬順著軸線延長(zhǎng)，和自由鍛成形比起來，拔長(zhǎng)率提高~1120％～40％。同時(shí)，內(nèi)拔長(zhǎng)時(shí)應(yīng)力情況也能防止內(nèi)部出現(xiàn)縱向裂紋。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，臺(tái)階軸鍛件使用一般摔模鍛造時(shí)，往往在臺(tái)階部位發(fā)生折疊缺陷。
2．1折疊缺陷問題下面是半軸鍛件工藝，以此說明利用成形臺(tái)階軸過程中出現(xiàn)缺陷，和模具改進(jìn)后的解決。半軸成形步驟是：①壓肩直徑是130mm；②拔長(zhǎng)兩端到直徑130mm，自由鍛成形；③一端壓肩直徑118mm；④拔長(zhǎng)一端到直徑115mm，自由鍛成形；⑤壓肩直徑108mm；⑥拔長(zhǎng)另一端到直徑105mm，自由鍛成形；⑦修整和調(diào)直成形，調(diào)直摔模。利用摔模時(shí)，在步驟①、③、⑤、⑦，都容易發(fā)生折疊缺陷，尤以調(diào)直摔模這一步最為嚴(yán)重。
2．2問題分析現(xiàn)在以調(diào)直摔模這一步為例，分析缺陷原因和工序改進(jìn)。摔模型腔不同部位產(chǎn)生臺(tái)階，其高度結(jié)合直徑差來確定，這就使鍛打過程中臺(tái)階不為金屬發(fā)生劇烈變形和流動(dòng)不暢。上、下模塊在合攏時(shí)，型腔上為避免應(yīng)力出現(xiàn)集中與使流動(dòng)平滑而設(shè)置圓角在接觸臺(tái)階部位產(chǎn)生一個(gè)臺(tái)階縫隙，進(jìn)一步對(duì)金屬流動(dòng)造成影響。這樣，在臺(tái)階部位除了大多數(shù)金屬按工裝流動(dòng)產(chǎn)生臺(tái)階外，剩下的金屬因?yàn)橹睆阶兓�引起流�?dòng)不暢，有一部分流到上、下模塊的縫隙中，形成像模鍛時(shí)的“飛邊”。在鍛件旋轉(zhuǎn)鍛造時(shí)，這部分剩下的金屬因?yàn)楹穸缺≡阱懺鞎r(shí)被彎曲而貼在鍛件表面，進(jìn)一步鍛打時(shí)會(huì)卡在鍛件內(nèi)，形成折疊。所(下轉(zhuǎn)第1O5頁(yè))(上接第1o3頁(yè))以，普通摔模時(shí)折疊缺陷的原因包括兩個(gè)：一個(gè)是型腔上因?yàn)橹睆讲煌�的臺(tái)階；二是型腔的圓角。針對(duì)這兩個(gè)因素進(jìn)行分析：①型腔的圓角無法取消；②折疊開始出現(xiàn)在模塊交界處，說明接近其接觸部位臺(tái)階是造成折疊的主因。