鍛件鍛造加工過程包括:將原材料切割成所需尺寸、加熱、鍛造、熱處理、清理和檢驗。在小型人工鍛件鍛造中,所有這些操作都由數(shù)名鍛工上手和下手在狹小場所內進行。暴露于相同的有害環(huán)境和職業(yè)性危害中;在大型鍛造車間,危害隨工作崗位的不同而各異。盡管工作條件因鍛件鍛造形式不同而各異,但具有某些共同特點:中等強度的體力勞動,干熱的小氣候環(huán)境,產生噪聲和振動,空氣受煙霧污染。
工人們同時暴露于高溫空氣和熱輻射下,導致熱量在體內積累,熱量加上代謝的熱量,會造成散熱失調和病理變化。8小時勞動的排汗量將隨小氣體環(huán)境、體力消耗以及熱適應性程度的不同而異一般在1.5~5升之間,或甚至更高。在較小鍛造車間或離熱源較遠處,貝哈二氏熱應激指數(shù)通常為55~95;但在大型鍛造車間,靠近加熱爐或落錘機的工作點可能高達150~190。易引起缺鹽和熱痙攣。在寒冷季節(jié),暴露于小氣候環(huán)境的變化中可能在一定程度上促進其適應性,但迅速而過于頻繁的變化,可能構成對健康的危害。鍛件工作場所的空氣中可能含有煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫,或者還含有丙烯醛,其濃度取決于加熱爐燃料的種類和所含雜質,以及燃燒效率、氣流和通風狀況。
鍛件毛坯選擇不合理所導致的折疊,在模鍛件工藝設計過程中,受到毛坯選擇不合理等因索的影響,坯料在型腔內常會發(fā)生回流或是對流現(xiàn)象,進而產生較為明顯的折疊。常規(guī)法蘭盤的制作成型過程。隨著沖頭直徑與毛坯直徑。之間比值的逐漸加大,折疊現(xiàn)象的發(fā)生率也會逐步降低,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會偏高。
模具型腔尺寸比例值的增加,也就是型腔的逐步加深、變窄,能夠大大降低折疊的發(fā)生率,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會偏高。隨著沖頭邊緣圓角半徑的逐漸加大,折疊的發(fā)生率會有所降低,相反,則折疊現(xiàn)象的發(fā)生率會偏高。然而,半徑僅會影響高徑較大的坯料,但其對于高徑較小沖頭的影響較小。
鍛件多次裝拆模具所產生的折疊,一般情況下,模具的使用溫度為25℃。在多火次生產過程中,鍛件火次之間的修理溫度為室溫。而在下一火次生產之前,則需要對模具進行再裝、升溫、拆卸等處理,上一火次與這一火次處理后的模具對擊中心通常不會完全重合。上模腔中的鍛件凸臺無法完全進入上模型腔,這就會導致對擊偏離的一側發(fā)生折疊現(xiàn)象。這種折疊現(xiàn)象的發(fā)生與鍛件變形所導致的折疊較為相似,但兩者的產生原因則完全不同,其主要處理方法為最大限度地減少模鍛火次,以實現(xiàn)工藝技術水平的提高。
鍛件變形所導致的折疊,上模塊中存在不連續(xù)、凸臺形狀的鍛件,經過多火次模鍛處理后,受到操作過程中摔打以及沖孔切邊等因素的影響,模鍛件通常會發(fā)生不同程度的變形現(xiàn)象。在下個火模鍛中,隨著上一火錘擊中心與這一火次相同,但是,已成型的凸臺無法全部置入上模型腔中,而模鍛件的某一邊緣凸臺處就會產生折疊現(xiàn)象,且處理措施越多,折疊的發(fā)生率越高,程度越嚴重。所以,在模鍛件工藝過程中,應最大限度地減少火次,盡可能做到一火成型。
在鍛件中,有較大部分是軸類鍛件,其成形模具是摔模,由上下兩部分構成,鍛造中鍛件繞著軸線旋轉,沒有飛邊,例如卡摔模和調直摔模。摔模成形特點是通過模具側面壓力來制約金屬橫向流動,使金屬順著軸線延長,和自由鍛成形比起來,拔長率提高20%~40%。同時,內拔長時應力情況也能防止內部出現(xiàn)縱向裂紋。在生產中發(fā)現(xiàn),臺階軸鍛件使用一般摔模鍛造時,往往在臺階部位發(fā)生折疊缺陷。
折疊缺陷問題下面是半軸鍛件工藝,以此說明利用成形臺階軸過程中出現(xiàn)缺陷,和模具改進后的解決。半軸成形步驟是:壓肩直徑是130mm;拔長兩端到直徑130mm,自由鍛成形;一端壓肩直徑118mm;拔長一端到直徑115mm,自由鍛成形;壓肩直徑108mm;拔長另一端到直徑105mm,自由鍛成形;修整和調直成形,調直摔模。利用摔模時,在步驟1.3.5.7,都容易發(fā)生折疊缺陷,尤以調直摔模這一步最為嚴重。
問題分析現(xiàn)在以調直摔模這一步為例,分析缺陷原因和工序改進。摔模型腔不同部位產生臺階,其高度結合直徑差來確定,這就使鍛打過程中臺階不為金屬發(fā)生劇烈變形和流動不暢。上、下模塊在合攏時,型腔上為避免應力出現(xiàn)集中與使流動平滑而設置圓角在接觸臺階部位產生一個臺階縫隙,進一步對金屬流動造成影響。這樣,在臺階部位除了大多數(shù)金屬按工裝流動產生臺階外,剩下的金屬因為直徑變化引起流動不暢,有一部分流到上、下模塊的縫隙中,形成像模鍛時的“飛邊”。在鍛件旋轉鍛造時,這部分剩下的金屬因為厚度薄在鍛造時被彎曲而貼在鍛件表面,進一步鍛打時會卡在鍛件內,形成折疊。