法蘭主要用于焊接鋼管的零部件,因此具有強度高、密封性好、便于安裝和拆卸的特點。法蘭在電氣工程、消防工程、暖通工程等方面被廣泛應用。在保證法蘭鍛件鍛造工藝的開展,在原有工藝的基礎上改良鍛造坯料的質量,提高鍛件鍛造的性能,鍛造的操作產線要合理分布。鍛造的過程中,根據鍛造的流程,更改制作坯料、切削坯料、加工坯料、熱處理坯料的流程辦法,提升法蘭鍛件的品質,保證法蘭鍛件在高壓的狀態下,提升管線和管道的銜接力,對操作工藝的把控就是對法蘭質量的提高。
1鍛造過程
法蘭鍛件多為大中型的空心環型鍛件,法蘭鍛件主要應用自由鍛的成型工藝,制作坯料生產鍛件。在法蘭鍛造的整體流程中分為下料加熱、鐓粗沖孔、軸芯拔長等步驟。鍛造后還要進行擴孔的熱處理,保證法蘭鍛件鍛造的品質。一般下料選用棒料的一小部分進行切料鍛造,在加熱的環節中讓坯料達到硬度軟化的標準,溫度升至鍛造的高溫的環境,通過鐓粗工藝進行坯料沖孔的操作。拔長坯料的心軸長度,對芯軸進行擴孔,使坯料的內徑增大。在鐓粗的環節中,坯料的高徑比值不能超過2,高度減小時,要增大直徑。芯軸的拔長讓坯料壁后變薄,內高增加,同時沖孔的內徑也隨之增大,保證法蘭鍛件的質量。
2影響法蘭鍛件表面質量的因素
在自由鍛造生產過程中,通過合理的工藝和工藝參數的使用,在改變坯料形狀的同時,還可改善原材料的組織和性能:①碎化柱狀晶,消除成分偏析,焊合疏松,使坯料的致密度得到提高;②鍛造后的坯料形成纖維組織,使鍛件的纖維得到合理方向分布;③細化了晶粒的尺寸,使得晶粒均勻;④使坯料得到形變強化。由于坯料上述組織和性能的改善,使得鍛件的抗拉強度、疲勞強度及沖擊韌度等力學性能等得到了明顯的提高。再者,通過后續熱處理還能得到零件所要求的硬度、耐磨性、強度等良好的綜合性能。如果自由鍛工藝或其參數選用不當,鍛件會產生一系列的缺陷。由于前次鍛造成形的完成情況直接影響到下一火次鍛造的進度和質量,因此要控制質量,就要在鍛造的每一環節中進行把關,這樣,才能保證最終的產品質量。鍛件缺陷包括表面缺陷、內部缺陷或性能不合格等。內部缺陷或性能不合格的產生原因一般手冊中均有分析,如文獻。法蘭鍛件常見的表面缺陷主要有形狀不規則、氧化皮坑、裂紋、折傷,本文重點分析法蘭鍛件表面缺陷的形成原因,并提出控制措施。
3法蘭鍛件自由鍛控制措施
(1)下料
坯料在進行下料時要注重坯料的長度符合標準,下料時避免出現斷面的現狀。在下料實際的操作中,因為鐓粗的流程易造成坯料端面的折損,主要跟坯料端面不平整有關,在下料時切割的坯料端面和斷面要平整,不要蘊含雜質,法蘭鍛件一般會用氣態切割法,實現斷面和端面的平整。
(2)加熱
法蘭鍛件常用裝爐進行加熱,加熱的環節控制溫度,控制加熱的速度和保溫時間,考慮法蘭鍛件出爐溫度,對爐內的工藝參數進行科學設計,保證鍛造的溫度把控。在煅燒過程中,參數值不精確,會造成坯料鍛造的報廢。在加熱溫度的把控上,溫度要適中,溫度過高,造成鍛件塑性指數的降低,溫度過低,造成鍛件熱度過低,無法保證生產法蘭應用的質量。在鍛造過程中,要控制脫碳現象的產生,脫碳會引起橫斷面尺寸增大,也會造成導熱性能的降低,加熱和保溫的時間也不要過長,會造成坯料受力不均勻,過長則會產生熱效應,致使法蘭坯料產生裂紋。
(3)鐓粗與沖孔
鐓粗和沖孔是為保證鍛件尺寸符合設計要求。在鐓粗前將坯料放置于操作臺上,軸線垂直于鉆面,進行坯料沖孔的操作,保證坯料端面的平整,將鉆頭沖子垂直于坯料端面中部。沖孔后對軸芯進行拔長,在沖孔環節中,若出現沖孔的偏差,必須提高內壁的厚度和高度,重新沖孔避免出現馬蹄狀端面。
(4)芯軸拔長
拔長后,要求鍛件兩端面平齊,表面光滑,尺寸符合圖紙。鍛件兩端面不平行、壁厚不均勻是常見缺陷,所以,拔長過程中,操作人員應依據生產經驗,根據坯料走料情況,通過調整壓下量、旋轉適當角度,來靈活控制坯料的形狀和尺寸。
(5)擴孔
擴孔時,首先應根據內孔尺寸選擇合適直徑的芯軸和合適間距的馬架。擴孔工序要求壓下量要均勻,旋轉角度要適量,坯料兩端同步走料;接近圖紙尺寸時,采用小壓下量,保證錘間合理搭接,不能有漏錘現象,在保證擴孔效率的基礎上,做到鍛件表面光滑。另一方面,壓下量小,又會使坯料表面上的氧化皮不易掉落,若去除不干凈氧化皮,會被再次壓入坯料,這樣就大大降低鍛件表面質量。因此,鍛造前,通過采取隨時更換加熱爐內的墊鐵板、控制坯料加熱時間、利用錘頭旋轉坯料等辦法,將坯料表面氧化皮去除掉。至于內孔的氧化皮,可利用芯軸將其去除。
(6)平整
平整工藝流程主要對較大的坯料進行兩端的平整操作,在錘擊坯料時,要注重坯料的兩端不要出現走料的狀況,同時避免坯料出現拖尾端頭現象,也避免出現端頭喇叭狀的形成。
(7)停錘
停錘的工藝流程,主要觀察鍛件在每次鍛造的尺寸大小是否符合標準,保證鍛件的伸縮量,確保鍛件的直徑取向。在停錘之后進行熱處理,熱處理主要快速冷卻斷面內部高溫,讓鍛件成型,可以采用空冷或者坑冷冷卻技術,提高鍛件因熱效應和自身重力發生形變。




