锻造不良缺陷事例分析

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1、锻造不良缺陷事例分析第1章折叠01_08第2章裂纹18第3章白点23第4章流线不顺，涡流和穿流……31第5章过热，过烧42第6章晶粒粗大50第7章脱碳54第一章折叠折壳是在金属变形流动过程屮已氧化了的表层金属汇合在一起而形成的。在零件上，折壳是一种内患，它不仅减小了零件的承载面积，而且工作时此处产生应力集屮，常常成为疲劳源。实例的边杆疲劳破断就是从折卷处开始的。因此，技术规定锻件上一般不允许有折叠。锻件经酸洗后，一般折蔭用肉眼可以观察到。肉眼不易检查出的折壳，可以用磁粉检验或渗透检验。锻件折壳一般具有下列特征

2、：①折桎与其周围金属流线方向一致（图1-K图1・4）；②折卷尾端一般呈小圆角（图1・2、图1・5）。有时，在折桎Z前先有折皱，这时尾端一般呈枝叉形（或鸡爪形）（图「3及图l-6）o③折卷两侧有较重的氧化、脱碳现象（图「7）。但也有个别例外，例如，热轧齿轮时用石墨作润滑剂，由于石墨被带入折壳内并经高温扩散，在折卷两侧出现增碳现象。按照上述特征可以大致地区分裂纹和折耗。但是，锻件上的折耗经进一步变形和热处理等工序Z后，形态将发生某些变化，需要具体分析。例如，有折壳的零件在进行调质处理时，折壳尾端常常要扩展，后扩展

3、的部分就是裂纹，其末端呈尖形，其表面一般无氧化、脱碳现象（图l-8）o图1・2折叠尾端呈小圆角图「3折叠尾端呈枝叉形图1-4折缝处的流线10X图1-5图1-6折叠尾端呈枝叉形50x图1-7折纹两侧脱碳情况100X图1-8折叠尾端扩展的裂纹400X各种锻件，尤其是各种形状模锻件的折叠形式和位置一般是有规律的。折叠的类型形成原因，大致有下列儿种：①可能是两股（或多股）流动金属对流汇合而形成的；②可能是一股金属急速大量的流动，将邻近的表层金属带着流动而形成的；③可能是变形金属弯曲、冋流并进一步发展而形成的；④也可能

4、是一部分金属的局部变形被压入到另一部分金属内形成的。以下具体分析各种原因：（一）由两股（或多股）金属对流汇合而形成这种折桎大致有以下儿种：1）模锻过程屮由于上金属充填较慢，在相邻部分均已基本充满时，此处仍缺少大量金属,形成空腔，于是相邻部分的金属便往此处汇流。模锻时坯料尺寸不合适，操作时安放不当，打击（加压）速度过快，模具圆角、斜度不合适，或某处金属充填阻力无穷大等都常常会出现这种情况。2）弯轴和带枝叉的锻件，模锻时常易rtl两股流动金属汇合形成折亮，如图1-9.1订0所示。图「9带枝叉的锻件折叠形成示意图图

5、1订0弯轴件折證形成示意图以图1・9的情况为例，模锻时A和B（或A和C）两部分的金属往外流动，已氧化过的表层金属对流汇合形成折亮。这种折亮有时深入到锻件内部，有时只分布在飞边区。折叠的起始位置与模锻前坯料在此处的圆角半径、金属量有关。如圆角半径较大时，折壳就可能全部在E边内，圆角半径较小时折壳就可能进入锻件内部。折亮起始于坯料拐角的边部，但起始点的位置在模锻变形过程屮是变动的，可能向模膛内部移动，也可能向E边方向移动，这取决于坯料D处（图屮虚线范围）金属量的多少，如果D部分金属暈较多，模锻时有多余金属往外排岀

6、，折叠起始点向飞边方向移动。因此，为防止产生这种折叠，必须采取如下对策：①模锻前坯料拐角处应有较大的圆角。如采用预锻模膛，预锻模膛此处应做成较大的圆角;②保证此部分有足够的金属量，使模锻时折叠的起始点被挤进飞边部分。因此，应保证坯料尺寸合适，操作时将坯料放正，初击时轻一些等。3）由于变形不均匀，两股（或多股）金属对流汇合而成折叠。最简单的例子是拔反坯料端部时，如果送进量很小，表层金属变形大，形成端部仙凹（图3-11）,严重时则可能发展成折叠（实例45）。挤压时，当挤压坯料较高（H较大）时，与凸模端面接触的部分

7、金属，由于摩擦阻力很大不易变形。但当压余高度h较小，尤其当挤压比较大时，与凸模端面中间处接触的部分金属便被拉着离开凸模端面，并往孔口部分流动，于是在制件中产生图3订2所示的缩孔。图3订1拔长时内凹形成示意图图3订2挤压时缩孔形成示意图模锻带筋的腹板类锻件时，情况与挤压相似。当腹板较薄时常产生折壳（图3-13a）,腹板较厚时则不产生（图3-13b）o因此，这类锻件应使腹板适当的厚一些。对腹板较薄的锻件为防止产生折壳，可预先压出一个“突起”（图3-13c）,然后进行终锻（图3-13d）图3-13带筋的腹板类锻件模

8、锻时折壳产生和防止办法的示意图（二）一股金属急速大量的流动，将邻近的表层金属带着流动而形成的工字形断面的锻件、某些环形锻件和齿轮锻件，常易产生这类缺陷（图3-14）o工字形锻件这种折廉（图3-15）的产生原因，是由于靠近接触面ab附近的金属沿着水平方向较大量地外流，同时带着ac和bd附近的金属一起外流，使已氧化了的表层金属汇合一起而形成的。因此产生这种折叠有三个条件：靠近接触面ab附近的金属要有流动