金屬的塑性成形大都是由形狀簡(jiǎn)單的原始坯料,通過(guò)塑性變形來(lái)達(dá)到工藝要求的。固態(tài)成形一般變形抗力很大,所以設(shè)備噸位也大、而工、模具壽命較低。因此,要通過(guò)一定的措施來(lái)改善塑性和減小變形抗力。
1.提高材料成分和組織的均勻性。合金鑄錠的化學(xué)成分和組織通常很不均勻,若在變形過(guò)程中進(jìn)行一次高溫?cái)U(kuò)散退火或適當(dāng)加長(zhǎng)在鍛造溫度下的保溫時(shí)間,能使鑄態(tài)組織趨于均勻,從而提高塑性。
2.合理選擇變形溫度和變形速度。由于合金鋼的鍛造溫度范圍一般只有100-200℃,鍛造時(shí)應(yīng)避免加工硬化,保證變形金屬得到充分的再結(jié)晶。若加熱溫度過(guò)高,則易使晶界處的低熔點(diǎn)物質(zhì)熔化或晶粒過(guò)分長(zhǎng)大。加熱溫度過(guò)低,則造成加工硬化,而使車(chē)輪金屬的塑性降低。因此,必須選擇合理的變形溫度,并保證加熱時(shí)坯料溫度均勻分布。對(duì)變形速度較敏感性的材料,必須合理選擇變形速度。如較難變形的高合金鋼,應(yīng)盡可能采用較慢的變形速度,并控制其每一次的變形量。
3.選擇最有利的變形方式。即通過(guò)一些改變主應(yīng)力圖的變形方式來(lái)達(dá)到提高塑性的目的。如擠壓時(shí)金屬的塑性比開(kāi)式模鍛好,而開(kāi)式模鍛又比自由鍛好。在自由鍛中,用V形砧拔長(zhǎng)和帶套圈鐓粗要比用平砧拔長(zhǎng)和不帶套圈的鐓粗更能發(fā)揮全屬的塑性??傊?,采用不等值的三向壓應(yīng)力狀態(tài)的變形方式,對(duì)提高金屬的塑性有利。
4.以改進(jìn)操作方法來(lái)改善變形的不均勻性。對(duì)低塑性材料拔長(zhǎng)時(shí),應(yīng)控制其送進(jìn)量。當(dāng)送進(jìn)量太小時(shí),變形集中在上、下部位, 而中心部位鍛不透,并沿軸向產(chǎn)生拉應(yīng)力,導(dǎo)致鍛件內(nèi)部產(chǎn)生橫向裂紋。對(duì)難變形合金在鐓粗時(shí)可用軟襯墊鐓或“疊鍛” (用于薄餅形鍛件),以改善變形的不均勻性。
5.減小工、模具與變形金屬的接觸面積。當(dāng)采用弧形砧來(lái)鍛造薄形工件時(shí),可以減小變形總力,且由于外摩擦力的減小單位流動(dòng)壓力也可降低。或用連續(xù)的局部變形 (如展寬十字砧搖擺輾壓、徑向鍛造等)代替整體變形也有同樣的效果。
總之,提高塑性、降低變形抗力的工藝措施很多,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)具體條件和具體情況進(jìn)行分析選用。