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鍛造鍛件時產生裂紋的原因

下面茂金鍛造機械加工廠和您聊聊鍛造鍛件時產生裂紋的原因

在錘上模鍛時，常出現飛邊裂紋。這種裂紋深入鍛件，裂紋周圍常發現有偏析和輕微的過熱。飛邊裂紋不僅在切邊時出現，多的是在淬火后才顯露出來。一般飛邊愈薄，則飛邊裂紋愈嚴重。這種裂紋可能由下列原因引起的：模具設計不當。 在與飛邊相鄰處帶有厚度不大的垂直肋的鍛件，往往由于肋的根部處圓角半徑取得過小，肋的根部處相對靜止的金屬與向飛邊槽流動的金屬之間產生較大的剪應力，以致引起剪裂紋。

為了避免發生這種裂紋，適當圓角半徑，使得介于流動與相對禁止的金屬之間的中間區域，從而減小剪應力，產生裂紋。 由這種剪應力引起的飛邊裂紋，一般是成一水平直線，并位于飛邊區的邊緣部位，而不在中間。坯料的質量低。 鋁合金坯料內常常有裂紋。分層或氧化膜等缺陷。這些缺陷在模鍛時可能被擠到飛邊里去，因此，在切除飛邊后，便表現為鍛件的飛邊裂紋。

為避免產生飛邊裂紋，對形狀簡單的鍛件，好采用無飛邊模鍛，對于形狀復雜而不宜采用無飛邊模鍛的，只有適當增加制坯和預鍛工步，并合理地設計終鍛模膛。 在低于合金的固相線，但高于正常的鍛造溫度下進行鍛造。

在模鍛的后階段，變形區局限在分模面附近的一個很窄區域內。當多余金屬從模腔內外流時，流動著的金屬與相對禁止的金屬之間，由于激烈的相對運動而產生大量的熱，使這個局部范圍內的金屬發生過熱。再加上多余金屬被擠向飛邊槽時，這個部位出現很大的剪應力，在此剪應力的作用下，飛邊處過熱的部位往往產生裂紋。 此外，鍛件鍛造過程中如果采用連續打擊，雖然鍛前加熱溫度并未正常鍛造溫度范圍，同樣也可能產生上述后果

原材料準備不當對異形鍛造件產生的缺陷是什么？

異形鍛造件在生產鍛件前要準備金屬原材料，如果原材料不當，產生的缺陷及其對鍛件的影響。鍛件廠在備料不當產生的缺陷有以下幾種。

1、切斜：

切斜是鍛件廠在鋸床或沖床上下料時，由于未將棒料壓緊，致使坯料端面相對于縱軸線的傾斜量超過了規定的許可值。嚴重的切斜，可能在鍛造過程中形成折疊。

2、坯料端部彎曲并帶毛刺：

在剪斷機或沖床上下料時，由于剪刀片或切斷模刃口之間的間隙過大或由于刃口不銳利，使鍛件坯料在被切斷之前已有彎曲，結果部分金屬被擠人刀片或模具的間隙中，形成端部下垂毛刺。

3、坯料端面凹陷：

在剪床上下料時，由于剪刀片之間的間隙太小，金屬斷面上、下裂紋不重合，產生二次剪切，結果部分端部金屬被拉掉，端面成凹陷狀。這樣的坯料鍛造時易產生折疊和開裂。

4、端部裂紋：

在冷態剪切大斷面合金鋼和高碳鋼棒料時，常常在剪切后3～4h發現端部出現裂紋。主要是由于刀片的單位壓力太大，使圓形斷面的坯料壓扁成橢圓形，這時材料中產生了很大的內應力。而壓扁的端面力求恢復原來的形狀，在內應力的作用下則常在切料后的幾小時內出現裂紋。材料硬度過高、硬度不均和材料偏析較嚴重時也易產生剪切裂紋。有端部裂紋的坯料，鍛造時裂紋將進一步擴展。

5、氣割裂紋：

氣割裂紋一般位于坯料端部，是由于氣割前原材料沒有預熱，氣割時產生組織應力和熱應力引起的。有氣割裂紋的坯料，鍛造時裂紋將進一步擴展。

6、凸芯開裂：

車床下料時，在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。鍛造過程中，由于凸芯的斷面很小，冷卻很快，因而其塑性較低，但坯料基體部分斷面大，冷卻慢，塑性高。因此，在斷面突變交接處成為應力集中的部位，加之兩部分塑性差異較大，故在錘擊力的作用下，凸芯的周圍容易造成開裂。

常規鍛造和鑄造鍛造的方法

1. 常規鍛造法

鍛造是鋁輪轂應用較早的成形工藝之一。鍛造鋁輪轂具有強度高、抗蝕性好、尺寸菁確、加工量小等優點，一般情況其重量僅相當于同尺寸鋼輪的1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致，其強度、韌性與疲勞強度均顯著優于鑄造鋁輪轂。同時，性能具有很好地再現性，幾乎每個輪轂具有同樣的力學性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長率為12%-17%，因而能很好的吸收道路的震動和應力。通常鑄造輪轂具有相當強的承受壓縮力的能力，但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠不如鍛造鋁輪轂。鍛造輪轂具有更高的強度重量比。另外，鍛造鋁輪轂表面無氣孔，因而具有很好的表面處理能力，不但能保證涂層均勻一致，結合牢靠，而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的蕞大缺點是生產工序多，生產成本比鑄造的高得多。

2. 鑄造鍛造法

針對常規鍛造工序多，成本高的問題，近年來出現了一種稱為鑄造鍛造的復合成形技術，它是將鑄件作為鍛造工序的坯料使用，對其進行塑性加工的方法。由于將鍛造作為零件蕞終成形的工序，因此可以消除鑄造缺陷，改善制品的組織結構，使產品的力學性能比鑄件大大提高，同時又充分發揮了鑄造工藝在成形復雜件方面的優勢，使形狀復雜的產品鍛造工序減少，材料利用率大大提高，生產成本降低。用鑄造鍛造技術生產鋁輪轂，其性能完全可以達到鍛件的力學性能指標，但生產成本可以比普通鍛造件下降30%。目前，該工藝自1996年9月成功地應用到批量生產中以來，已被多家日本公司采用，經濟效果良好。國內在鑄造鍛造成形工藝方面雖有一些研究和應用，但還未見應用到鋁輪轂的生產中的報道。