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(2)方案二扩孔开坯+反复墩拔((2次)+扩孔成形,此工艺可以作为各向性能要求比较高的大型筒体锻件的成形工艺。由于增加了墩粗工艺,所以轴向锻比得到了保证,从而轴向性能得到了提高。结合第三章和第四章的研究结果,成形时先采用扩孔开坯,此时空心钢锭H/t由1.5增大到2,达到适锻范围,然后进行墩粗,墩粗压下量为20%,接着进行拔长操作,将锻件拔长至H/t=2,为使锻件变形均匀需要进行第二次墩拔,此时墩粗压下量为20%,接着将锻坯拔长至所需尺寸,最后扩孔成形。上述模拟充分利用了空心钢锭墩粗的研究结果,模拟过程中各工艺衔接比较顺利。扩孔开坯锻造应采取高温大压下量用以锻合缺陷、打碎粗晶、压实心部;终锻成形时应控制温度、控制压下量,以避免晶粒过分长大,从而达到控形控性的效果。扩孔开坯时芯棒直径控制在内径的70%左右,扩孔芯棒转动角度选用300,第二圈扩孔时与第一圈进行错砧压下,以使空心钢锭充分锻透。根据实际生产经验,单砧压下量控制在100/a左右,本文选用单砧压下量为10%。
由图5.9可以看出,开坯扩孔后空心钢锭壁厚中间的等效应变为0.34;由图5.10(a),(b)可以看出,对开坯锻造后的锻坯进行墩粗后,内孔良好既无明显鼓形也无凹陷,可与后续拔长工艺良好的衔接,此时壁厚中间的等效应变值为0.543,从图5.10(c)和(d>可知,第一次墩拔后锻坯轴向应变比较均匀,等效应变分布不均,此时,壁厚中间的应变为1.O1;由图5.11(a和(b>可以看出,墩粗后得到的锻坯内孔略微产生鼓形,但不影响后续拔长工艺的实施,此时壁厚中间等效应变可达到1.32;从图5.11(c)和(d>可知,第二次墩拔后锻坯轴向应变和等效应变分布比较均匀,此时,壁厚中间的应变为2.79;从图5.12可看出,终锻扩孔后锻件的轴向应变和等效应变分布均匀,壁厚中间等效应变值可以达到3.82。相比直接拔长加扩孔的成形工艺,扩孔开坯+反复墩拔((2次)+扩孔的成形工艺操作实施比较繁琐,最终成形外形不容易控制,但相比传统工艺仍然具有节能、节材、短流程等优点,材料利用率也可以达到75%,此工艺成形总锻比为8.47,最终成形时壁厚中间等效应变可以达到3.82。