背景
自20世紀50年代以來,各國的鍛造工作者開展了大量探索研究,在平砧拔長研究的基礎上,先後提出了一系列新拔長方法,這些方法的共同點是采用寬砧、大壓下量來消除心部軸向拉應力和鍛合内部缺陷,為此,進行了一系列模拟實驗,研究各種拔長方法的砧寬比、變形特點、鍛造效果及孔洞鍛合機理。
但由于各研究者得到了不同的不産生軸向拉應力的臨界砧寬比,對寬砧、大壓下量鍛造,沒有從系統觀點來認識拔長,當拔長翻轉90°以後,如何控制砧寬比等問題,直到近10年,随着科學技術的進步和人們認識的提高,提出了拔長新理論及新工藝,統一了臨界砧寬比,使拔長的研究上升到一個新的高度。綜觀大鍛件拔長工藝的研究過程,反映了人們認識規律的逐步升華過程。
分類
拔長分類:拔長有平砧和型砧或摔子拔長之分。對于塑性較高的合金,如TA0、TA1、TA2、TA3、TC1、Zr-2等可采用平砧拔長,對于塑性較低的合金,如:TA6、TA7、TC4及鎢、钼等應采用型砧或摔子拔長,後一種拔長法比前一種拔長法有利于塑性變形。n
抜長時,胚料并不是在全長上同時變形,隻有在砧鐵間受到砧鐵壓力的一段上才産生變形。而變形區的兩端是不受壓力的,是不産生變形的非變形區。抜長的變形區可以看成是矩形截面胚料的镦粗,同樣呈現出難變形區、易變形區和自由變形區。因此,可以參考镦粗變形區來分析抜長在變形區内的變形,不過還要考慮到兩端的非變形區對變形區的牽制作用。
方法
在研究平砧拔長的同時,人們逐步認識到應力應變狀态對鍛合大鍛件内部缺陷的重要性。因此各國的鍛壓工作者一直在尋求通過改變邊界條件以獲得最佳的鍛合條件。從上下平砧拔長發展為上平砧、下V型砧拔長,後來通過改變拔長砧形和工藝條件。又發展了FM鍛造法、WHF鍛造法、KD鍛造法、SUF鍛造法、TER鍛造法、JTS鍛造法、FML鍛造法和AVD鍛造法,這些方法都已成功應用于大鍛件生産。其中,最具代表性的是JTS法、FM法和WHF鍛造法。
60年代初期,日本學者Tefeno和Shikanno發明了表面降溫的JTS法。在我國常稱為硬殼鍛造法或中心壓實法。該法自提出以來,先後在美、蘇、西德、捷克等國家得到了應用,取得了良好的效果。
70年代日本學者河合正吉等根據滑移線理論的解析結果。提出拔長時采用上平砧下平台的FM法,即免除曼内斯曼效應的鍛造法。通過實驗研究,FM法的砧寬比≥0.4-0.5,軸向不産生拉應力,這與上、下平砧拔長軸向不産生拉應力的砧寬比≥0.8-0.9相比。要小一倍以上,所需鍛壓力,前者隻為後者的2/3,FM法省力。使現有設備和工具拔長大鋼錠成為可能,是大型模塊鍛造的重要方法。
應用
大型鍛件廣泛地應用于大型機器設備的關鍵和核心部位,其受力繁重,工況特殊,安全可靠性與技術要求極為嚴格。然而通過連鑄而成的鋼坯内部存在嚴重的冶金缺陷,空洞是其中主要的一種缺陷形式。實際生産中,需要采用拔長工藝來改善或者消除大型連鑄坯中的空洞缺陷,以得到高質量的鍛件。為了制定合理的拔長工藝、提高鍛件的産品性能,本文開展了大型連鑄坯拔長過程中空洞缺陷演化的數值模拟研究。



















