背景
自20世纪50年代以来,各国的锻造工作者开展了大量探索研究,在平砧拔长研究的基础上,先后提出了一系列新拔长方法,这些方法的共同点是采用宽砧、大压下量来消除心部轴向拉应力和锻合内部缺陷,为此,进行了一系列模拟实验,研究各种拔长方法的砧宽比、变形特点、锻造效果及孔洞锻合机理。
但由于各研究者得到了不同的不产生轴向拉应力的临界砧宽比,对宽砧、大压下量锻造,没有从系统观点来认识拔长,当拔长翻转90°以后,如何控制砧宽比等问题,直到近10年,随着科学技术的进步和人们认识的提高,提出了拔长新理论及新工艺,统一了临界砧宽比,使拔长的研究上升到一个新的高度。综观大锻件拔长工艺的研究过程,反映了人们认识规律的逐步升华过程。
分类
拔长分类:拔长有平砧和型砧或摔子拔长之分。对于塑性较高的合金,如TA0、TA1、TA2、TA3、TC1、Zr-2等可采用平砧拔长,对于塑性较低的合金,如:TA6、TA7、TC4及钨、钼等应采用型砧或摔子拔长,后一种拔长法比前一种拔长法有利于塑性变形。n
抜长时,胚料并不是在全长上同时变形,只有在砧铁间受到砧铁压力的一段上才产生变形。而变形区的两端是不受压力的,是不产生变形的非变形区。抜长的变形区可以看成是矩形截面胚料的镦粗,同样呈现出难变形区、易变形区和自由变形区。因此,可以参考镦粗变形区来分析抜长在变形区内的变形,不过还要考虑到两端的非变形区对变形区的牵制作用。
方法
在研究平砧拔长的同时,人们逐步认识到应力应变状态对锻合大锻件内部缺陷的重要性。因此各国的锻压工作者一直在寻求通过改变边界条件以获得最佳的锻合条件。从上下平砧拔长发展为上平砧、下V型砧拔长,后来通过改变拔长砧形和工艺条件。又发展了FM锻造法、WHF锻造法、KD锻造法、SUF锻造法、TER锻造法、JTS锻造法、FML锻造法和AVD锻造法,这些方法都已成功应用于大锻件生产。其中,最具代表性的是JTS法、FM法和WHF锻造法。
60年代初期,日本学者Tefeno和Shikanno发明了表面降温的JTS法。在我国常称为硬壳锻造法或中心压实法。该法自提出以来,先后在美、苏、西德、捷克等国家得到了应用,取得了良好的效果。
70年代日本学者河合正吉等根据滑移线理论的解析结果。提出拔长时采用上平砧下平台的FM法,即免除曼内斯曼效应的锻造法。通过实验研究,FM法的砧宽比≥0.4-0.5,轴向不产生拉应力,这与上、下平砧拔长轴向不产生拉应力的砧宽比≥0.8-0.9相比。要小一倍以上,所需锻压力,前者只为后者的2/3,FM法省力。使现有设备和工具拔长大钢锭成为可能,是大型模块锻造的重要方法。
应用
大型锻件广泛地应用于大型机器设备的关键和核心部位,其受力繁重,工况特殊,安全可靠性与技术要求极为严格。然而通过连铸而成的钢坯内部存在严重的冶金缺陷,空洞是其中主要的一种缺陷形式。实际生产中,需要采用拔长工艺来改善或者消除大型连铸坯中的空洞缺陷,以得到高质量的锻件。为了制定合理的拔长工艺、提高锻件的产品性能,本文开展了大型连铸坯拔长过程中空洞缺陷演化的数值模拟研究。



















