張曉芳　張西安　王炎生　白展翅

(陜西華威鍛壓有限公司，陜西710086)

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WRF法在大型連桿鍛件上的應(yīng)用

張曉芳張西安王炎生白展翅

(陜西華威鍛壓有限公司，陜西710086)

摘要：采用寬砧徑向壓實(shí)法，以≥30%的大壓下率鍛制了滿足檢測(cè)要求的大型連桿鍛件，大大降低了原材料成本。通過工藝改進(jìn)，簡(jiǎn)化了大型連桿鍛件的鍛造工序并提高了其表面質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：寬砧徑向壓實(shí)法；連桿鍛件；連鑄坯；鍛造工藝

飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)中，連桿的作用是將活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成兩個(gè)位置的同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，承受著較大的工作載荷。隨著軋制設(shè)備向大型化、高速化方向發(fā)展，對(duì)飛剪機(jī)的剪切能力要求日益提高，相應(yīng)地對(duì)連桿的質(zhì)量要求也越來越高。連桿的材質(zhì)也由鍛鋼(35#、45#)代替了原來常用的鑄鋼(ZG35、ZG40Mn)，其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 6402—1991Ⅱ級(jí)。我公司采用特殊的鍛造方法，實(shí)現(xiàn)了用連鑄坯成功鍛造大型連桿鍛件，并達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1試驗(yàn)材料及原鍛造工藝

大型連桿鍛件的材質(zhì)為35#，鍛件重2 820 kg，其鍛件圖見圖1。選用4 t鋼錠(VD)，采用EF爐+LF+VD冶煉，化學(xué)成分見表1，原鍛造工藝見表2。

2改進(jìn)后的鍛造工藝

表2所示工藝完全能夠滿足檢測(cè)要求。但本著節(jié)約原材料降低成本的原則，在我公司將寬砧徑向壓實(shí)法(WRF法)[1]成功應(yīng)用于連鑄坯鍛制軸類鍛件的基礎(chǔ)上，經(jīng)研究決定用WRF法來改進(jìn)大型連桿鍛件的鍛造工藝。材質(zhì)為35#，?800 mm連鑄坯的化學(xué)成分見表1，具體工藝見表3。

圖1　大型連桿鍛件圖

CSiMnPSCrNiCu鋼錠(VD)圓鋼0.380.350.360.220.700.680.0240.0120.0160.0020.200.110.130.020.130.03

大型鋼錠由于金屬的凝固收縮，內(nèi)部不可避免地會(huì)產(chǎn)生縮孔、疏松、氣孔等孔洞型缺陷[2]。采用傳統(tǒng)的鍛造工藝方法難以使鋼錠中心部位的較大孔洞完全閉合。為了解決這一問題，采用寬砧徑向壓實(shí)法(WRF法)加大鋼錠心部應(yīng)變以壓實(shí)孔洞型缺陷。該工藝使用上下大平板，沿鋼錠直徑方向壓下，與傳統(tǒng)軸向鐓粗不同的是，該工藝是沿鋼錠徑向變形。由于鋼錠的中心縮孔、疏松沿軸線分布，因此沿徑向的壓下使孔洞的高徑比遠(yuǎn)小于鐓粗過程中的情況，該方法可以最大程度滿足孔洞閉合所需高徑比的最佳條件，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鐓粗工藝的不足。而且該工藝可以使應(yīng)變集中于鋼錠中心區(qū)域，彌補(bǔ)傳統(tǒng)拔長(zhǎng)法應(yīng)變離散的缺點(diǎn)，在20%的壓下率下就可以使孔洞完全閉合。大截面連鑄圓坯的中心貫穿型縮孔疏松與大型鋼錠中心的縮孔、疏松的形狀、分布非常相似。因材質(zhì)35A鍛件重量2820kg火耗220kg切頭130kg材料規(guī)格4t錠始鍛溫度1240℃終鍛溫度750℃鍛后冷卻空冷至550℃熱裝爐鍛后熱處理正火+回火使用設(shè)備3150t技術(shù)要求:(1)鍛比≥2.5;(2)鍛后正火+回火熱處理;(3)檢測(cè)按GB/T6402—1991Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。火次鍛造溫度/℃操作說明及變形簡(jiǎn)圖第一火1240~800(1)鋼錠倒棱,用550mm上下平砧輕滾圓至中?560mm;(2)切除水冒口并下料(見右圖);入爐保溫3h第二火1240~750(1)鐓粗至?900mm;(2)用550mm上下平砧滾圓至?700mm;(3)鐓粗至?800mm;(4)拔稍度:?780mm~?590mm,用550mm上下平砧;(5)平整兩平面至厚度500mm;(6)沖孔至?320mm;(7)平整兩平面至厚度450mm;(8)精整。

表2　大型連桿的原鍛造工藝

表3　大型連桿鍛件改進(jìn)后的鍛造工藝

此，可以將WRF法用于連鑄圓坯的鍛造，以解決連鑄坯的心部缺陷，其有效性在后續(xù)的工業(yè)試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證[3]。

我公司于2014年引進(jìn)WRF法，主要應(yīng)用于連鑄坯鍛制軸類鍛件。當(dāng)鍛比λ≥3.5時(shí)，采用WRF法+WHF法直接拔長(zhǎng)成形的軸類鍛件，按JB/T 1271—2002Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，合格率為100%。當(dāng)鍛比λ?3時(shí)且連鑄坯經(jīng)WRF法中心壓實(shí)后的高徑比?3時(shí)，采用WRF法+鐓粗+WHF法鍛制的大中型軸類鍛件，按JB/T 1271—2002Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，合格率為100%。大型連桿鍛件工藝試驗(yàn)過程中，先采用WRF法再結(jié)合較大的壓下率(?30%)進(jìn)行中心壓實(shí)，可有效愈合連鑄坯的中心疏松，然后進(jìn)行鐓粗、拔出稍度、沖孔成形。粗加工后按GB/T 64021991Ⅱ級(jí)進(jìn)行超聲波檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)?4 mm當(dāng)量以上的缺陷。鍛件內(nèi)部質(zhì)量和幾何尺寸完全滿足客戶訂貨要求。由此可見，WRF法鍛造工藝改進(jìn)后，大型連桿鍛件不僅能滿足質(zhì)量要求，而且原材料由連鑄坯下料3 350 kg代替原來必須使用的4 t鋼錠，大大降低了材料成本。

3結(jié)論

與原工藝相比較，改進(jìn)后的工藝不僅更容易保證連桿兩端圓弧尺寸，而且操作工序簡(jiǎn)單。同時(shí)，減少了平整兩平面的工序及修整工作量，提高了鍛件的表面質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李世健，孫明月，等. 鍛造過程中鋼錠內(nèi)部孔洞型缺陷閉合規(guī)律研究.金屬學(xué)報(bào)， 2012：1194-1200.

[2]Campbell J. 鑄造原理.李殿中，李依依，譯.第2版.北京：科學(xué)出版社， 2011:240.

[3]孫明月，徐斌，等. 鋼錠內(nèi)部孔洞缺陷愈合規(guī)律研究及創(chuàng)新工藝開發(fā).中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)編.2014年中國(guó)國(guó)際自由鍛會(huì)議論文集.2014：75-80.

編輯李韋螢

Application of WRF Method on Heavy Connection Rod Forgings

Zhang Xiaofang, Zhang Xi′an, Wang Yansheng, Bai Zhanchi

Abstract：By adopting the WRF method, the heavy connection rod forgings which meet the inspection requirements has been forged with equal or more than 30% of heavy reduction ratio, so as to reduce the cost of raw material. By improving the process, the forging process of heavy connection rod has been simplified and the surface quality of heavy connection rod has been improved.

Key words：WRF method; connection rod forging; continuous casting blank; forging process

作者簡(jiǎn)介：張曉芳(1981—)，碩士，工程師。電話：13384922206，E-mail：zhangxf1225@163.com

收稿日期：2015—07—03

中圖分類號(hào)：TG316

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B