介绍毛坯铸件的轧制工艺的缺陷

2020-08-15 09:59:46

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　　毛坯铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和后处理等，所的具有相应形状，尺寸和性能的物件。锻件是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或适当的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。锻件过程建造了优良的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外，锻造加工能金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。

　　一、毛坯铸件所用的毛坯类型有哪些？

　　1、型材：型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特别截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。

　　2、锻件：锻件毛坯由于经锻造后可连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。

　　3、焊接件：焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。

　　4、铸件：对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如长期型铸造、铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。

　　5、其它毛坯：其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。

　　二、介绍毛坯铸件的轧制工艺的缺陷

　　1、根据电场法预测的材料流动及可能出现的缺陷，优化电场法的定性毛坯截面形状，然后对毛坯进行参数化设计。采用中心复合试验设计和有限元数值分析方法，获得以环件截面填充率为目标，以毛坯截面尺寸为变量的响应面，确定环件毛坯合理的尺寸形状范围。

　　2、确定锥形法兰环件的具体轧制工艺，包括毛坯形状尺寸和进给曲线等的制定，完成环件轧制生产试制。

　　3、分析锥形法兰环件截面的填充规律、截面填充不满缺陷及原因，在响应面基础上生成环件毛坯截面填充缺陷分布图。分析不同环件毛坯轧制过程中环件法兰的充型情况及轧制力和应变的变化情况。

　　4、探讨不同进给速度对环件截面填充、轧制力、环件变形均匀性及温度均匀性的影响。

　　5、基于静态、稳态的静电场与材料变形过程的场方程和能量较小原理的相似性，利用静态、稳态的静电场等势线类比异形环件轧制过程的金属流动路径，定性地设计锥形法兰环件轧制用毛坯截面形状，并预测轧制过程中的材料流动及可能出现的缺陷。

　　毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈高，所以，毛坯的某些表面仍需留有相应的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。

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