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钨、钼及其合金的塑性加工原理

信息来源:株洲精钻硬质合金有限公司  发布时间:2018/4/26  浏览数量:547

钨、钼及其合金的塑性加工原理


对于钨、钼及其合金塑性加工,主要形式有棒材的旋锻和型轧,丝材和管材的拉伸,板材、带材和箔材的轧制等。


棒材旋锻原理



旋锻即旋转锻造,又称旋锤,它实质上是模锻的一种特殊形式,是使金属和合金棒料的直径减小和长度增加的一种锻造工艺。


旋锻是利用旋锻机主轴的转动而使两半组合旋锻模的位置处于不断往复变化的状态中,由于高频锻打(6800~12000次/min),沿坯料的径向形成径向压力的连续叠加。


旋锻按变形温度的不同可分为热旋锻、温旋锻和冷旋锻。钨的旋锻为温旋锻,钼的旋锻基本上是热旋锻。


A旋锻的工作原理



旋锻过程是在旋锻机中进
 
坯条或棒料从加热炉中取出迅速送人旋锻机的旋锻模4中,它是使坯条或棒料产生塑性变形的工具。锤头2用于支撑旋锻模,锤头和旋锻模都嵌在主轴的滑槽中,并随主轴起高速旋转,锤头和旋转模在离心力作用下向外甩出,锤头与滚柱接触时有两种位置。当机头旋转到位置时,锤头位于两个滚柱之间,旋转模张开的距离为最大,即坯条送进位置往前移动,坯条横断面最大尺寸不能超过旋锻模张开的最大距离。当机头旋转到,锤头与滚柱成一条直线,这时,滚柱压在锤头的圆弧端头上,锤头受到滚柱的挤压向中心运动,两块旋锻模4作用在坯条或棒料上,对其进行锻打,产生压缩变形。此时,两块旋转模之间的距离为最小,旋锻力最大。锤头与滚柱接触一次,对坯条或棒辩就锻打一次。


B旋锻时坯条的变形过程



旋锻时坯条的主应变图为两向压缩一向延伸变形


在旋锻过程中,坯条沿轴向产生延伸变形。为了保证旋锻均匀变形,尽量保持进料速度均匀,从而获得稳定的旋锻过程。在实际生产中,发现由于坯条进料速度不一致,即金属沿纵向的流动体积是变化的,表现出沿长度方向材料直径、断面形状不一致,发生所谓的不稳定的麓锻过程。当操作不当或设备、锤头、锤模发生异常现象时往往造成不稳定旋锻过程,它是造成材料质量问题的主要原因之一。


旋锻时,坯条在纵向和横向都表现出较强烈的不均匀变形,主要表现在:


(1)纵向的弯曲变形;


(2)断面的不均匀变形。


由于方坯形状的影响,四角变形量大,中部变形量小。由于道次压缩率和摩擦力的影响造成表层和中心变形的不均匀。


纵向和横向的不均匀变形均是造成杆料裂缝、分层的原因。即为坯条形状所引起的不均匀变形对材料性能的影响。


为了尽量减少旋锻时的不均匀变形及其恶果,可采用以下措施:



(1)合理选择坯条形状;


(2)合理制定加工工艺,即选择合理的道次压缩率-加工温度及送料速度;


(3)纵向送料速度的均匀性;


(4)锤模设计合理,包括锤模的椭圆度,锤模入口的圆锥角,定径带的长度和粗糙度以及必须配对加工,使两对模块形状尽量一致。


C旋锻时杆(坯)所受的应力状态及旋锻力的变化材料在旋锻过程中,由于杆(坯)受锻模传给的压缩力的作用,其横断面上产生眈和a压缩应力。同时在摩擦力的作用下,使其在纵轴方向产生们压缩应力。这样坯料在旋锻过程中处于置向压缩应力状态。但由于口l≠晚,所以这种三向压缩应力状态又称为不均匀的压缩应力状态,方坯经烧结后存在许多细小孔隙,密度低,塑性和加工性能差,若在拉应力作用下只会使缺陷更加暴露和发展,加工难以进行'所以方坯必须先经过三向压缩应力状态的旋锻加工,而后才能进行拉仲。也是钨钼坯条首先要经过旋锻加工的原因所在。


在旋锻时,旋锻力会不断发生变化,影响其变化的因素主要有:



(1)旋锻模的位置。见图10-2,旋锻模处于口位置时,两锤模的间距最大’坯料不与锤模接触,旋锻力为零。当旋锻模从最大间距(即最高位置)向最低位置移动时,坯料由开始与旋锻模接触到完全接触,旋锻力也逐渐增加到最大口这种压缩力为脉冲式非连续的交变力,它比连续式的压缩力可使塑性提高2.5~3倍。


(2)旋锻模的材料对旋锻力的影响。目前制作旋锻模的常用材料有两种,一种是高速钢,另一种是硬质合金。高速钢的摩擦系数大于硬质合金,因此高速钢模旋锻的摩擦力大于硬质合金模的摩擦力,所以旋锻力前者大于后者。


(3)旋锻模的形状。旋锻模的入口应有一定的圆锥角,以口表示。压缩比一定时,a越大,摩擦力越小,旋锻力也就越小。但口过大不利于材料的咬人,同时不均匀变形加剧,易使表面破坏。
 

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钨、钼及其合金的塑性加工原理

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