徑向鍛造(RADIAL FORGING)-將軟鐵鍛煉成鋼

2021/09/30閱讀時間約 2 分鐘
徑向鍛造是專門加工實心或空心長軸類零件的旋轉鍛造方法。鍛造時,分佈在棒料圓周方向的錘頭(2~8個)對工件快速和同步鍛打。如工件為圓截面,則一面低速旋轉,一面軸向進給移動;如工件為非圓截面,則只軸向進給而不旋轉徑向鍛造的特點是不需要專用模具,能按預定程式鍛出精密的軸類零件。徑向鍛造每次壓縮量小,每分鐘鍛打次數高,能提高金屬的塑性,可用於熱鍛或冷鍛製程。
徑向鍛造所用設備分為Cogging和Swaging兩類。
Cogging
工件一面軸向進給一面旋轉,錘頭徑向鍛打。這類機器多用程式控制、數位控制或微處理控制系統自動操作,生產效率高,用以建立熱鍛火車軸等自動生產線和冷鍛槍管來福線等。
Cogging設備上有立式和臥式之分。還有一種工件只送進,不旋轉,多用於鋼廠,將鋼錠直接鍛成方鋼、扁鋼等。
Swaging
Swaging架構上有2或4個錘頭,錘頭一面圍繞工件轉動,一面對準工件徑向鍛打,工件只軸向送進;Swaging鍛機結構簡單,價格低,但自動化程度低,噪音大。
徑向鍛造一般採用四個錘頭,錠料或坯料在兩個方向受壓,其寬展塑性變形受到工具的限制,金屬的塑性變形以軸向延伸為主,極大地提高了鍛造效率。將∅550的鑄錠鍛成∅245的圓棒僅需8min,而採用自由鍛造則需40-45min,徑向鍛造∅245的圓棒的小時產量可高達10-12噸。
錠料或坯料在高溫鍛造時,結晶、滑移變形和加工硬化伴隨發生,由於應變能增加, 產生新的晶粒並長大,這個過程成為動態回復與動態再結晶,動態再結晶晶粒的大小決定於溫度、變形程度和變形速度。在一定的鍛造溫度區間,存在著一個臨界變形量,若變形量小於臨界變形量,則再結晶後的晶粒比較粗大。
徑向鍛造的一個突出優點就是錘頭打擊頻次高,錘頭與被加工材料表面的接觸時間大為縮短,表面溫降小。另外由於徑向鍛造錘頭打擊速度快,促使變形速度加快,從而減小臨界變形量,當心部>0.2以上的應變時,有利於獲得細晶組織。據文獻,採用徑向鍛造技術鍛造冷作模具鋼,由∅416的鋼錠鍛到∅180的圓棒,表層與心部均獲得NO.10晶粒。
行之有年的製程但是很厲害
徑向鍛造技術與設備介紹
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HIKO
HIKO
筆者專職於固態金屬成形製程開發,為鍛造製程與模具設計本科,後從事鋁合金輪圈設計及鍛造生產,接續於研究單位專注鋁/鎂/鈦/不銹鋼/高溫合金之鍛造、擠型、異型冷抽、熱沖壓製程研究,對於碳鋼、鋁合金冷熱鍛造與黑色金屬、不銹鋼、鈦合金熱擠壓製程有較深入的開發經驗,並致力推廣熱間製程用特種玻璃防護潤滑。
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