模鍛件鍛造折疊研究

摘要：鍛造折疊的發生原因主要在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。文章對模鍛件鍛造工藝中發生折疊的主要原因進行了全面分析，在此基礎上闡述了對批次生產過程中，有效處理模鍛件鍛造折疊問題的方法和經驗。

關鍵詞：模鍛件；鍛造折疊；質量控制

中圖分類號：V261?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0015-02

對于易受循環應力影響的各種零件，為了進一步提高其抗蠕變、抗疲勞性能、剛性、塑性、強度，降低零件的自身重量，一般選擇鍛件為零件提供毛坯。在模鍛件的生產過程中，受到各種因素的影響，時常會發生各類不同程度的缺陷問題，其中最為常見的是鍛造折疊問題。鍛造折疊發生的主要原因在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。如果折疊缺陷發生在機加工面且深度較淺，則可以利用切削加工進行處理；如果折疊缺陷發生在非加工面上且深度較大，則其會對于零件的性能產生十分嚴重的影響，因而屬于一種必須要避免的鍛造缺陷。裂紋表象和鍛造折疊現象的表現較為相似，但其性質存在較大的差異，折疊屬于非擴展性缺陷的一種，而裂紋則屬于擴展性缺陷的一種。

1毛刺進入鍛件造成的折疊

毛刺進入模鍛件所導致的折疊現象主要發生在有熱校正工序以及多火次成型的模鍛件生產制造過程中。模鍛件前一火次成型處理完成后，需要在切邊模上進行切邊處理，因為凸凹模間存在一定的間隙，切邊處理過程中會產生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型處理過程中，帶毛刺的模鍛件需要置于前一火次相同的型腔內。這一毛刺冷卻方法具有硬度高、溫度低、速度快等特征，但模鍛件自身的強度較低、溫度較高且體積更大。在對擊上下模時，毛刺受到上模作用的影響會進入鍛件內部，且毛刺并不會被擠壓變小、變形。在本體和毛刺的交接部位會產生折疊現象。熱校正過程中會產生與多火次成型相同的情況，折疊位置通常分布在分模面上，沿分模線環繞一周，并出現“裂紋”狀的形態。

這一現象的處理方法包括：提高模具的生產質量以及制造工藝水平，從而保證一火完全成型，避免熱校正工序，也就是不在對模鍛件進行型腔二次處理。然而，在其生產制造過程中需要對工人操作、產品質量、生產率、成本、工藝和設備等環節進行綜合考慮，對于所有的終鍛型腔，均有可能使用到熱校正、預鍛和制坯等環節。另一制造手段在于，在鍛件再次置入型腔前，需要將其模線附近的毛刺完全修磨掉，但是，這一處理技術的生產效率較低，且操作成本較高，會降低產品生產質量的穩定性，大大增加工人的工作量和工作強度。

2坯料放置不當所導致的折疊

圖1坯料位置選擇不合理所產生的折疊

模鍛件鍛造通常以在金屬流動路徑上、微粗方式成型加以實現，且通常無需凸臺和凹腔，尤其是寬凹腔部位的折疊發生率最高。因此，在模鍛件工藝設計過程中，坯料應首先覆蓋發生“突變”的位置。然而，在具體的生產制造過程中，受到放置位置不合理等因素的影響，常會導致“突變”部位更加突出，進而在“突變”部位產生回流折疊現象。圖1所示的是ICrl8NigTi材料三通錘擊前的狀態。在X>R終鍛成型的情況下，金屬會回流至箭頭所示的方向，并于A點產生回流折疊現象；在X=R終鍛成型的情況下，模鍛件通常不會發生鍛造折疊現象。在模鍛件的二次制造過程中，需要變更相應的操作方法，以保證X

3毛坯選擇不合理所導致的折疊

在模鍛件工藝設計過程中，受到毛坯選擇不合理等因素的影響，坯料在型腔內常會發生回流或是對流現象，進而產生較為明顯的折疊。常規法蘭盤的制作成型過程，如圖2所示。隨著沖頭直徑⊙1與毛坯直徑⊙之間比值的逐漸加大，折疊現象的發生率也會逐步降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。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、變窄，能夠大大降低折疊的發生率，相反，則折疊現象的發生率會偏高。隨著沖頭邊緣圓角半徑R的逐漸加大，折疊的發生率會有所降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。然而，半徑R僅僅會影響高徑較大的坯料，但其對于高徑較小沖頭的影響較小。

圖2法蘭盤折疊的產生

4多次裝拆模具所產生的折疊

一般情況下，模具的使用溫度為250℃。在多火次生產過程中，鍛件火次之間的修理溫度為室溫。而在下一火次生產之前，則需要對模具進行再裝、升溫、拆卸等處理，上一火次與這一火次處理后的模具對擊中心通常不會完全重合。上模腔中的鍛件凸臺無法完全進入上模型腔，這就會導致對擊偏離的一側發生折疊現象。這種折疊現象的發生與鍛件變形所導致的折疊較為相似，但兩者的產生原因則完全不同，其主要處理方法為最大限度地減少模鍛火次，以實現工藝技術水平的提高。

5鍛件變形所導致的折疊

上模塊中存在不連續、凸臺形狀的鍛件，經過多火次模鍛處理后，受到操作過程中摔打以及沖孔切邊等因素的影響，模鍛件通常會發生不同程度的變形現象。在下個火模鍛中，隨著上一火錘擊中心與這一火次相同，但是，已成型的凸臺無法全部置入上模型腔中，因而模鍛件的某一邊緣凸臺處就會產生折疊現象，且處理措施越多，折疊的發生率越高，程度越嚴重。所以，在模鍛件工藝過程中，應最大限度地減少火次，盡可能做到一火成型。

6魚鱗片狀的折疊

魚鱗片狀折疊主要發生在模鍛件的方臺部位。在多錘成型模鍛件的生產過程中，每一錘擊操作都作用于相同的中心，此時不會形成魚鱗片狀折疊，而受到設備老化等因素的影響，導軌間隙通常無法準確控制在設定范圍內。左右支臂緊固斜鐵也會發生松動問題，這就造成了第二錘的對擊中心與第一錘不重合的現象，并產生較小的偏移。受到模具制動扣作用的影響，打靠過程中上模會被擠回正常的錘擊中心，在錘頭下降和上升過程中，又會再次偏離正常位置，且這一過程會反復出現。每一次錘擊都會出現一個折疊，后一個折疊也會將前一折疊部分擠入鍛件內部。

7結語

綜上所述，宇航產品所涉及的模鍛件材料較為特殊、批量較少且品種較多，這就大大增加了模鍛件生產人員操作和設計的難度。另一方面，受到噸位較小、結構限制以及設備老化等因素的影響，模鍛件生產的工藝水平受到了較大的影響，這就早另一個側面表現出了模鍛件鍛造折疊問題的另一不良影響。

參考文獻

[1]?；郭建春，秦磊.鍛件鍛造折疊的綜合預防措施?；[J].機械工人，2005，1（3）：77-78.

[2]?；剛建偉.鋁合金U型模鍛件鍛造工藝研究[J].輕合?；金加工技術，2012，40（5）：44-45.

[3]?；金泉林.大型短劍鍛造與工藝數值模擬[A].塑性?；力學新進展—2011年全國塑性力學會議論文集?；[C].2011，1（1）：176-177.

作者簡介：黃進城（1971—），男，福建漳州人，供職于福建龍溪軸承（集團）股份有限公司，研究方向：模鍛件、自由鍛件。

摘要：鍛造折疊的發生原因主要在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。文章對模鍛件鍛造工藝中發生折疊的主要原因進行了全面分析，在此基礎上闡述了對批次生產過程中，有效處理模鍛件鍛造折疊問題的方法和經驗。

關鍵詞：模鍛件；鍛造折疊；質量控制

中圖分類號：V261?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0015-02

對于易受循環應力影響的各種零件，為了進一步提高其抗蠕變、抗疲勞性能、剛性、塑性、強度，降低零件的自身重量，一般選擇鍛件為零件提供毛坯。在模鍛件的生產過程中，受到各種因素的影響，時常會發生各類不同程度的缺陷問題，其中最為常見的是鍛造折疊問題。鍛造折疊發生的主要原因在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。如果折疊缺陷發生在機加工面且深度較淺，則可以利用切削加工進行處理；如果折疊缺陷發生在非加工面上且深度較大，則其會對于零件的性能產生十分嚴重的影響，因而屬于一種必須要避免的鍛造缺陷。裂紋表象和鍛造折疊現象的表現較為相似，但其性質存在較大的差異，折疊屬于非擴展性缺陷的一種，而裂紋則屬于擴展性缺陷的一種。

1毛刺進入鍛件造成的折疊

毛刺進入模鍛件所導致的折疊現象主要發生在有熱校正工序以及多火次成型的模鍛件生產制造過程中。模鍛件前一火次成型處理完成后，需要在切邊模上進行切邊處理，因為凸凹模間存在一定的間隙，切邊處理過程中會產生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型處理過程中，帶毛刺的模鍛件需要置于前一火次相同的型腔內。這一毛刺冷卻方法具有硬度高、溫度低、速度快等特征，但模鍛件自身的強度較低、溫度較高且體積更大。在對擊上下模時，毛刺受到上模作用的影響會進入鍛件內部，且毛刺并不會被擠壓變小、變形。在本體和毛刺的交接部位會產生折疊現象。熱校正過程中會產生與多火次成型相同的情況，折疊位置通常分布在分模面上，沿分模線環繞一周，并出現“裂紋”狀的形態。

這一現象的處理方法包括：提高模具的生產質量以及制造工藝水平，從而保證一火完全成型，避免熱校正工序，也就是不在對模鍛件進行型腔二次處理。然而，在其生產制造過程中需要對工人操作、產品質量、生產率、成本、工藝和設備等環節進行綜合考慮，對于所有的終鍛型腔，均有可能使用到熱校正、預鍛和制坯等環節。另一制造手段在于，在鍛件再次置入型腔前，需要將其模線附近的毛刺完全修磨掉，但是，這一處理技術的生產效率較低，且操作成本較高，會降低產品生產質量的穩定性，大大增加工人的工作量和工作強度。

2坯料放置不當所導致的折疊

圖1坯料位置選擇不合理所產生的折疊

模鍛件鍛造通常以在金屬流動路徑上、微粗方式成型加以實現，且通常無需凸臺和凹腔，尤其是寬凹腔部位的折疊發生率最高。因此，在模鍛件工藝設計過程中，坯料應首先覆蓋發生“突變”的位置。然而，在具體的生產制造過程中，受到放置位置不合理等因素的影響，常會導致“突變”部位更加突出，進而在“突變”部位產生回流折疊現象。圖1所示的是ICrl8NigTi材料三通錘擊前的狀態。在X>R終鍛成型的情況下，金屬會回流至箭頭所示的方向，并于A點產生回流折疊現象；在X=R終鍛成型的情況下，模鍛件通常不會發生鍛造折疊現象。在模鍛件的二次制造過程中，需要變更相應的操作方法，以保證X

3毛坯選擇不合理所導致的折疊

在模鍛件工藝設計過程中，受到毛坯選擇不合理等因素的影響，坯料在型腔內常會發生回流或是對流現象，進而產生較為明顯的折疊。常規法蘭盤的制作成型過程，如圖2所示。隨著沖頭直徑⊙1與毛坯直徑⊙之間比值的逐漸加大，折疊現象的發生率也會逐步降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。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、變窄，能夠大大降低折疊的發生率，相反，則折疊現象的發生率會偏高。隨著沖頭邊緣圓角半徑R的逐漸加大，折疊的發生率會有所降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。然而，半徑R僅僅會影響高徑較大的坯料，但其對于高徑較小沖頭的影響較小。

圖2法蘭盤折疊的產生

4多次裝拆模具所產生的折疊

一般情況下，模具的使用溫度為250℃。在多火次生產過程中，鍛件火次之間的修理溫度為室溫。而在下一火次生產之前，則需要對模具進行再裝、升溫、拆卸等處理，上一火次與這一火次處理后的模具對擊中心通常不會完全重合。上模腔中的鍛件凸臺無法完全進入上模型腔，這就會導致對擊偏離的一側發生折疊現象。這種折疊現象的發生與鍛件變形所導致的折疊較為相似，但兩者的產生原因則完全不同，其主要處理方法為最大限度地減少模鍛火次，以實現工藝技術水平的提高。

5鍛件變形所導致的折疊

上模塊中存在不連續、凸臺形狀的鍛件，經過多火次模鍛處理后，受到操作過程中摔打以及沖孔切邊等因素的影響，模鍛件通常會發生不同程度的變形現象。在下個火模鍛中，隨著上一火錘擊中心與這一火次相同，但是，已成型的凸臺無法全部置入上模型腔中，因而模鍛件的某一邊緣凸臺處就會產生折疊現象，且處理措施越多，折疊的發生率越高，程度越嚴重。所以，在模鍛件工藝過程中，應最大限度地減少火次，盡可能做到一火成型。

6魚鱗片狀的折疊

魚鱗片狀折疊主要發生在模鍛件的方臺部位。在多錘成型模鍛件的生產過程中，每一錘擊操作都作用于相同的中心，此時不會形成魚鱗片狀折疊，而受到設備老化等因素的影響，導軌間隙通常無法準確控制在設定范圍內。左右支臂緊固斜鐵也會發生松動問題，這就造成了第二錘的對擊中心與第一錘不重合的現象，并產生較小的偏移。受到模具制動扣作用的影響，打靠過程中上模會被擠回正常的錘擊中心，在錘頭下降和上升過程中，又會再次偏離正常位置，且這一過程會反復出現。每一次錘擊都會出現一個折疊，后一個折疊也會將前一折疊部分擠入鍛件內部。

7結語

綜上所述，宇航產品所涉及的模鍛件材料較為特殊、批量較少且品種較多，這就大大增加了模鍛件生產人員操作和設計的難度。另一方面，受到噸位較小、結構限制以及設備老化等因素的影響，模鍛件生產的工藝水平受到了較大的影響，這就早另一個側面表現出了模鍛件鍛造折疊問題的另一不良影響。

參考文獻

[1]?；郭建春，秦磊.鍛件鍛造折疊的綜合預防措施?；[J].機械工人，2005，1（3）：77-78.

[2]?；剛建偉.鋁合金U型模鍛件鍛造工藝研究[J].輕合?；金加工技術，2012，40（5）：44-45.

[3]?；金泉林.大型短劍鍛造與工藝數值模擬[A].塑性?；力學新進展—2011年全國塑性力學會議論文集?；[C].2011，1（1）：176-177.

作者簡介：黃進城（1971—），男，福建漳州人，供職于福建龍溪軸承（集團）股份有限公司，研究方向：模鍛件、自由鍛件。

摘要：鍛造折疊的發生原因主要在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。文章對模鍛件鍛造工藝中發生折疊的主要原因進行了全面分析，在此基礎上闡述了對批次生產過程中，有效處理模鍛件鍛造折疊問題的方法和經驗。

關鍵詞：模鍛件；鍛造折疊；質量控制

中圖分類號：V261?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0015-02

對于易受循環應力影響的各種零件，為了進一步提高其抗蠕變、抗疲勞性能、剛性、塑性、強度，降低零件的自身重量，一般選擇鍛件為零件提供毛坯。在模鍛件的生產過程中，受到各種因素的影響，時常會發生各類不同程度的缺陷問題，其中最為常見的是鍛造折疊問題。鍛造折疊發生的主要原因在于，模鍛件鍛造過程中過氧化表層的金屬相互匯合，且其折疊的深度通常存在一定的差異。如果折疊缺陷發生在機加工面且深度較淺，則可以利用切削加工進行處理；如果折疊缺陷發生在非加工面上且深度較大，則其會對于零件的性能產生十分嚴重的影響，因而屬于一種必須要避免的鍛造缺陷。裂紋表象和鍛造折疊現象的表現較為相似，但其性質存在較大的差異，折疊屬于非擴展性缺陷的一種，而裂紋則屬于擴展性缺陷的一種。

1毛刺進入鍛件造成的折疊

毛刺進入模鍛件所導致的折疊現象主要發生在有熱校正工序以及多火次成型的模鍛件生產制造過程中。模鍛件前一火次成型處理完成后，需要在切邊模上進行切邊處理，因為凸凹模間存在一定的間隙，切邊處理過程中會產生沿剪切方向立起的毛刺。在下一火次成型處理過程中，帶毛刺的模鍛件需要置于前一火次相同的型腔內。這一毛刺冷卻方法具有硬度高、溫度低、速度快等特征，但模鍛件自身的強度較低、溫度較高且體積更大。在對擊上下模時，毛刺受到上模作用的影響會進入鍛件內部，且毛刺并不會被擠壓變小、變形。在本體和毛刺的交接部位會產生折疊現象。熱校正過程中會產生與多火次成型相同的情況，折疊位置通常分布在分模面上，沿分模線環繞一周，并出現“裂紋”狀的形態。

這一現象的處理方法包括：提高模具的生產質量以及制造工藝水平，從而保證一火完全成型，避免熱校正工序，也就是不在對模鍛件進行型腔二次處理。然而，在其生產制造過程中需要對工人操作、產品質量、生產率、成本、工藝和設備等環節進行綜合考慮，對于所有的終鍛型腔，均有可能使用到熱校正、預鍛和制坯等環節。另一制造手段在于，在鍛件再次置入型腔前，需要將其模線附近的毛刺完全修磨掉，但是，這一處理技術的生產效率較低，且操作成本較高，會降低產品生產質量的穩定性，大大增加工人的工作量和工作強度。

2坯料放置不當所導致的折疊

圖1坯料位置選擇不合理所產生的折疊

模鍛件鍛造通常以在金屬流動路徑上、微粗方式成型加以實現，且通常無需凸臺和凹腔，尤其是寬凹腔部位的折疊發生率最高。因此，在模鍛件工藝設計過程中，坯料應首先覆蓋發生“突變”的位置。然而，在具體的生產制造過程中，受到放置位置不合理等因素的影響，常會導致“突變”部位更加突出，進而在“突變”部位產生回流折疊現象。圖1所示的是ICrl8NigTi材料三通錘擊前的狀態。在X>R終鍛成型的情況下，金屬會回流至箭頭所示的方向，并于A點產生回流折疊現象；在X=R終鍛成型的情況下，模鍛件通常不會發生鍛造折疊現象。在模鍛件的二次制造過程中，需要變更相應的操作方法，以保證X

3毛坯選擇不合理所導致的折疊

在模鍛件工藝設計過程中，受到毛坯選擇不合理等因素的影響，坯料在型腔內常會發生回流或是對流現象，進而產生較為明顯的折疊。常規法蘭盤的制作成型過程，如圖2所示。隨著沖頭直徑⊙1與毛坯直徑⊙之間比值的逐漸加大，折疊現象的發生率也會逐步降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。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、變窄，能夠大大降低折疊的發生率，相反，則折疊現象的發生率會偏高。隨著沖頭邊緣圓角半徑R的逐漸加大，折疊的發生率會有所降低，相反，則折疊現象的發生率會偏高。然而，半徑R僅僅會影響高徑較大的坯料，但其對于高徑較小沖頭的影響較小。

圖2法蘭盤折疊的產生

4多次裝拆模具所產生的折疊

一般情況下，模具的使用溫度為250℃。在多火次生產過程中，鍛件火次之間的修理溫度為室溫。而在下一火次生產之前，則需要對模具進行再裝、升溫、拆卸等處理，上一火次與這一火次處理后的模具對擊中心通常不會完全重合。上模腔中的鍛件凸臺無法完全進入上模型腔，這就會導致對擊偏離的一側發生折疊現象。這種折疊現象的發生與鍛件變形所導致的折疊較為相似，但兩者的產生原因則完全不同，其主要處理方法為最大限度地減少模鍛火次，以實現工藝技術水平的提高。

5鍛件變形所導致的折疊

上模塊中存在不連續、凸臺形狀的鍛件，經過多火次模鍛處理后，受到操作過程中摔打以及沖孔切邊等因素的影響，模鍛件通常會發生不同程度的變形現象。在下個火模鍛中，隨著上一火錘擊中心與這一火次相同，但是，已成型的凸臺無法全部置入上模型腔中，因而模鍛件的某一邊緣凸臺處就會產生折疊現象，且處理措施越多，折疊的發生率越高，程度越嚴重。所以，在模鍛件工藝過程中，應最大限度地減少火次，盡可能做到一火成型。

6魚鱗片狀的折疊

魚鱗片狀折疊主要發生在模鍛件的方臺部位。在多錘成型模鍛件的生產過程中，每一錘擊操作都作用于相同的中心，此時不會形成魚鱗片狀折疊，而受到設備老化等因素的影響，導軌間隙通常無法準確控制在設定范圍內。左右支臂緊固斜鐵也會發生松動問題，這就造成了第二錘的對擊中心與第一錘不重合的現象，并產生較小的偏移。受到模具制動扣作用的影響，打靠過程中上模會被擠回正常的錘擊中心，在錘頭下降和上升過程中，又會再次偏離正常位置，且這一過程會反復出現。每一次錘擊都會出現一個折疊，后一個折疊也會將前一折疊部分擠入鍛件內部。

7結語

綜上所述，宇航產品所涉及的模鍛件材料較為特殊、批量較少且品種較多，這就大大增加了模鍛件生產人員操作和設計的難度。另一方面，受到噸位較小、結構限制以及設備老化等因素的影響，模鍛件生產的工藝水平受到了較大的影響，這就早另一個側面表現出了模鍛件鍛造折疊問題的另一不良影響。

參考文獻

[1]?；郭建春，秦磊.鍛件鍛造折疊的綜合預防措施?；[J].機械工人，2005，1（3）：77-78.

[2]?；剛建偉.鋁合金U型模鍛件鍛造工藝研究[J].輕合?；金加工技術，2012，40（5）：44-45.

[3]?；金泉林.大型短劍鍛造與工藝數值模擬[A].塑性?；力學新進展—2011年全國塑性力學會議論文集?；[C].2011，1（1）：176-177.

作者簡介：黃進城（1971—），男，福建漳州人，供職于福建龍溪軸承（集團）股份有限公司，研究方向：模鍛件、自由鍛件。