姚忠波
(中國一重水壓機鍛造分廠,黑龍江161042)
中國一重長期從事加氫產(chǎn)品的生產(chǎn)制造,在筒體鍛造上積累了大量經(jīng)驗,筒體鍛件的鍛造工藝已經(jīng)非常成熟。
近期我廠在鍛造一批中型加氫筒節(jié)時出現(xiàn)了數(shù)件筒節(jié)尺寸超差的情況。通過對出現(xiàn)尺寸問題的筒節(jié)形狀特點及鍛造過程進行分析,我們增加了馬杠直徑,最終將此問題解決。
本文以此為例,介紹如何通過合理選擇鍛造輔具,解決筒節(jié)的尺寸超差問題。
筒節(jié)鍛件尺寸如圖1所示,鍛件重10 000 kg。鍛造工藝方案見表1,采用雙真空冶煉20 t鋼錠鍛造,設備為150 MN水壓機。
圖1 筒節(jié)鍛件尺寸Figure 1 The theory size of shell ring forging
鍛件實際尺寸見圖2。從檢驗結果中不難發(fā)現(xiàn),其中間尺寸良好,完全滿足下序加工需求,但兩端內(nèi)孔尺寸均超出鍛造公差,鍛件兩端400 mm長度內(nèi)出現(xiàn)了喇叭型。由于兩端內(nèi)徑超差,導致產(chǎn)品報廢。
表1 原鍛造工藝方案Table 1 The original forging process plan
圖2 筒節(jié)鍛件檢驗尺寸Figure 2 The actual size of shell ring forging
針對上述問題,我們對實際生產(chǎn)的整個過程進行了分析。發(fā)現(xiàn)當水壓機施加壓力時,馬杠會受到圖3所示的力的作用。在這種力的影響下馬杠會出現(xiàn)兩頭翹曲變形,在長度3 000 mm范圍內(nèi)兩頭翹曲量可達到30 mm左右。我廠直徑2 500 mm左右的筒類鍛件壁厚的單邊鍛造余量僅有20 mm~30 mm,因受到馬杠翹曲變形的影響,筒節(jié)端部內(nèi)徑極容易出現(xiàn)不夠加工的情況。
P1—水壓機壓力中心,P2—馬架的反作用力圖3 馬杠受力示意圖Figure 3 Force diagram for core shaft
根據(jù)這一分析結果,我們對后續(xù)的筒節(jié)鍛造工藝做了進一步優(yōu)化,見表2。
與原工藝相比,該工藝增加了一個預擴孔火次,改用?1320 mm馬杠擴孔出成品。通過增加馬杠直徑,提高輔具強度,減小在擴孔出成品時馬杠變形對筒節(jié)內(nèi)孔尺寸造成的影響。
表2 改進后的鍛造工藝方案Table 2 The improved forging process plan
檢驗結果表明,采取大尺寸馬杠擴孔的改進措施達到了預期的效果。鍛件兩端的喇叭型基本消除,鍛件尺寸精度有效提高,改進后鍛件尺寸檢驗結果均一次性合格。
(1)預擴孔至?1 400 mm,再采用大直徑馬杠擴孔鍛造可有效提高輔具強度,大幅降低輔具變形對鍛件尺寸精度造成的影響。
(2)在編制150 MN水壓機鍛造工藝時,應充分考慮各輔具的受力形變造成的影響,避免因輔具變形造成鍛件尺寸超差。