
其一、薄壁鋁合金小口徑高壓封頭旋壓加工
對于大直徑的薄壁鋁合金小口徑高壓封頭來說,在其旋壓成形的過程中,主要需要解決以下難題。
(1)成形性。旋壓屬于大應(yīng)變、非線性變形問題,成形過程復(fù)雜,容易出現(xiàn)失穩(wěn)起皺問題。對于毛坯厚度2mm及以下的薄壁鋁合金小口徑高壓封頭來說,由于整體剛度的降低,容易發(fā)生失穩(wěn)起皺缺陷,其成形性難以控制。需要針對特征零件制定合理的旋壓工藝,確保小口徑高壓封頭成形過程中,材料流變均勻,避免缺陷的存在,以滿足小口徑高壓封頭零件的成形性要求。
(2)成形精度。旋壓加工中的兩個主要精度問題是壁厚均勻性和形狀精度。實際加工中,由于旋壓壁厚減薄率過大,后續(xù)需要采用機加工來得到整體厚度均勻的構(gòu)件,另外,由于回彈以及變形不均勻不協(xié)調(diào)的問題,成形過后構(gòu)件的形狀精度很難滿足加工要求,因此需要選取合適的工藝參數(shù),提高成形構(gòu)件的壁厚均勻性,同時也要提高形狀精度。
其二、壓力容器大型高壓封頭工藝性分析
壓力容器大型高壓封頭鍛件近似球形結(jié)構(gòu),厚度小且鍛造工序復(fù)雜,內(nèi)部質(zhì)量控制和拉深成形工藝設(shè)計難度較大。因此提出“全斷面墩粗+十字進砧壓實+旋轉(zhuǎn)進砧壓實”主變形工藝方案進行模擬分析。
由于合金高壓封頭鍛件壁厚較薄(145mm),在鋼錠冶煉過程中不可避免地會存在夾雜物,鍛造工藝設(shè)計不合理時很易形成中心片狀夾雜物形貌。
目前,提高餅類鍛件鍛透壓實性、改變夾雜物形貌和大小的主要方式是墩粗變形,常用工藝方案包括旋轉(zhuǎn)進砧法、梅花布砧法和排砧法,經(jīng)過多年實踐,旋轉(zhuǎn)進砧法是口前運用較多較成熟的成形方式,但對于厚度較小的大型高壓封頭鍛件,旋轉(zhuǎn)壓實趟數(shù)過多、鍛造效率較低、火次偏多,不利于車間生產(chǎn)安排。
2較優(yōu)制坯尺寸與拉深成形工藝參數(shù)匹配設(shè)計在拉深成形過程中,坯料發(fā)生劇烈變形,成形過程存在不均勻性變形,各部減薄量也存在差異,在拉深力作用下,邊緣(成形后上部坯料)受切向壓應(yīng)力而被壓縮增厚,其余部位受逐漸增大的拉深應(yīng)力而產(chǎn)生不同程度的減薄現(xiàn)象。
控制拉深成形各部減薄的關(guān)鍵在于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括模具間隙和凹模圓角設(shè)計,其是制約制坯的較重要影響因素,且如果制坯尺寸和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不匹配極易導(dǎo)致拉深成形后尺寸超差,另外,在實際生產(chǎn)中,拉深成形時毛坯各部位減薄量綜合影響因素很多,模具的潤滑狀況、材料強度和成形溫度也是影響減薄量不可忽視的因素。
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