介紹毛坯鑄件的軋制工藝的缺陷

2020-08-15 09:59:46

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　　毛坯鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預先準備好的鑄型中，冷卻后經落砂、清理和后處理等，所得到的具有相應形狀，尺寸和性能的物件。鍛件是金屬被施加壓力，通過塑性變形塑造要求的形狀或適當的壓縮力的物件。這種力量典型的通過使用鐵錘或壓力來實現。鍛件過程建造了優良的顆粒結構，并改進了金屬的物理屬性。在零部件的現實使用中，一個正確的設計能使顆粒流在主壓力的方向。鑄件的力學性能低于同材質的鍛件力學性能。此外，鍛造加工能保障金屬纖維組織的連續性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保障零件具有良好的力學性能與長的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產的鍛件，都是鑄件所無法比擬的。

　　一、毛坯鑄件所用的毛坯類型有哪些？

　　1、型材：型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特別截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。

　　2、鍛件：鍛件毛坯由于經鍛造后可得到連續和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質零件。其中自由鍛件的精度和生產率較低，主要用于小批生產和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產率較高，主要用于產量較大的中小型鍛件。

　　3、焊接件：焊接件主要用于單件小批生產和大型零件及樣機試制。其優點是制造簡單、生產周期短、節省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經時效處理后才能進行機械加工。

　　4、鑄件：對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。大多數鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如長期型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造和離心鑄造等。

　　5、其它毛坯：其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。

　　二、介紹毛坯鑄件的軋制工藝的缺陷

　　1、根據電場法預測的材料流動及可能出現的缺陷，優化電場法得到的定性毛坯截面形狀，然后對毛坯進行參數化設計。采用中心復合試驗設計和有限元數值分析方法，獲得以環件截面填充率為目標，以毛坯截面尺寸為變量的響應面，確定環件毛坯合理的尺寸形狀范圍。

　　2、確定錐形法蘭環件的具體軋制工藝，包括毛坯形狀尺寸和進給曲線等的制定，完成環件軋制生產試制。

　　3、分析錐形法蘭環件截面的填充規律、截面填充不滿缺陷及原因，在響應面基礎上生成環件毛坯截面填充缺陷分布圖。分析不同環件毛坯軋制過程中環件法蘭的充型情況及軋制力和應變的變化情況。

　　4、探討不同進給速度對環件截面填充、軋制力、環件變形均勻性及溫度均勻性的影響。

　　5、基于靜態、穩態的靜電場與材料變形過程的場方程和能量較小原理的相似性，利用靜態、穩態的靜電場等勢線類比異形環件軋制過程的金屬流動路徑，定性地設計錐形法蘭環件軋制用毛坯截面形狀，并預測軋制過程中的材料流動及可能出現的缺陷。

　　毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈高，所以，毛坯的某些表面仍需留有相應的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。

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