濟(jì)南協(xié)進(jìn)配件機(jī)械廠是專業(yè)化從事鍛造技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)。經(jīng)過多年的創(chuàng)新和發(fā)展，協(xié)進(jìn)鍛造廠已形成了一套嚴(yán)密的技術(shù)開發(fā)，產(chǎn)品的批量鍛造，質(zhì)量控制的管理體系。主要產(chǎn)品：鍛件、碾環(huán)機(jī)、顆粒機(jī)、齒圈毛坯、加強(qiáng)圈、榨圈、外齒輪毛坯鍛造，法蘭盤鍛造及飛輪齒圈、內(nèi)齒圈、研磨機(jī)齒圈、和斜面錐度環(huán)等環(huán)加工鍛件熱處理技術(shù)要求選用7050高強(qiáng)鋁合金鑄坯鍛件為研究對(duì)象，其主要化學(xué)成分如表1所示。主要產(chǎn)品：鍛件、碾環(huán)機(jī)、顆粒機(jī)、齒圈毛坯、加強(qiáng)圈、榨圈、外齒輪毛坯鍛造，法蘭盤鍛造及飛輪齒圈、內(nèi)齒圈、研磨機(jī)齒圈、和斜面錐度環(huán)等環(huán)加工

大變截面齒輪軸楔橫軋制成功

  汽車速箱齒輪軸的傳統(tǒng)鍛造工藝是用模鍛來生產(chǎn)毛坯。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)省材料、降低成本、改善環(huán)境條件，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的汽車變速齒輪軸大都改用楔橫軋制來制造毛坯。所要解決的主要問題是如何防止軋制過程中坯料中心缺陷的出現(xiàn)。眾所周知，軋制毛坯中心容易產(chǎn)生曼乃斯曼效應(yīng)（出現(xiàn)疏松和孔洞）。為此，一般楔橫軋制的壓縮比（軋制毛坯的大直徑與小直徑之比）限制在2以下（即斷面收縮率不超過75％）。當(dāng)變形毛坯的壓縮比大于2時(shí)，雖然可以采用多道軋制，但若楔角參數(shù)（楔入角β、成形角α）選擇不當(dāng)，也常出現(xiàn)曼斯曼效應(yīng)。公司承接的五十鈴和二汽的變速箱齒輪軸，其壓縮比有的接近3～4，經(jīng)試制現(xiàn)已軋出N－1701201五十鈴二軸（壓縮比為2／64）、1700Q08變速二軸（壓縮比為2．75）等多種產(chǎn)品。而更大壓縮比的1701411中間軸、1700K1變速一軸，楔橫軋模具已經(jīng)設(shè)計(jì)，正準(zhǔn)備加工試制。通常鍛件內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)方法可歸結(jié)為：宏觀組織檢驗(yàn)法、微觀組織檢驗(yàn)法、力學(xué)性能檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析法及無損檢測(cè)法。

濟(jì)南協(xié)進(jìn)配件機(jī)械廠是專業(yè)化從事鍛造技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)。經(jīng)過多年的創(chuàng)新和發(fā)展，協(xié)進(jìn)鍛造廠已形成了一套嚴(yán)密的技術(shù)開發(fā)，產(chǎn)品的批量鍛造，質(zhì)量控制的管理體系。其主要局限性在于:對(duì)于輪廓尺寸復(fù)雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難。主要產(chǎn)品：鍛件、碾環(huán)機(jī)、顆粒機(jī)、齒圈毛坯、加強(qiáng)圈、榨圈、外齒輪毛坯鍛造，法蘭盤鍛造及飛輪齒圈、內(nèi)齒圈、研磨機(jī)齒圈、和斜面錐度環(huán)等環(huán)加工

避免大鍛件內(nèi)部拉應(yīng)力的工藝參數(shù)研究

  避免并消除拔長(zhǎng)過程大鍛件內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力是制定鍛造工藝應(yīng)考慮的重要因素。應(yīng)用有限元軟件DEFORM一3D對(duì)大鍛件的拔長(zhǎng)過程進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值模擬，通過分析不同工藝參數(shù)下，大鍛件心部拉應(yīng)力的變化，確定了對(duì)鍛件心部應(yīng)力狀態(tài)影響較大的工藝參數(shù)。將砧寬比w／H和料寬比B／H作為工藝變量，用函數(shù)方程組描述鍛件心部應(yīng)力狀態(tài)的變化趨勢(shì)，為確保鍛件心部在拔長(zhǎng)變形過程中始終保持三向壓應(yīng)力狀態(tài)提供了理論依據(jù)。并且，零件試加工顯示，鍛件余量均勻，外形尺寸符合鍛件圖樣要求。

濟(jì)南協(xié)進(jìn)配件機(jī)械廠是專業(yè)化從事鍛造技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)。經(jīng)過多年的創(chuàng)新和發(fā)展，協(xié)進(jìn)鍛造廠已形成了一套嚴(yán)密的技術(shù)開發(fā)，產(chǎn)品的批量鍛造，質(zhì)量控制的管理體系。主要產(chǎn)品：鍛件、碾環(huán)機(jī)、顆粒機(jī)、齒圈毛坯、加強(qiáng)圈、榨圈、外齒輪毛坯鍛造，法蘭盤鍛造及飛輪齒圈、內(nèi)齒圈、研磨機(jī)齒圈、和斜面錐度環(huán)等環(huán)加工支撐輥鍛件超聲檢測(cè)支承輥會(huì)在調(diào)質(zhì)前、調(diào)質(zhì)后各進(jìn)行一次超聲檢測(cè)。主要產(chǎn)品：鍛件、碾環(huán)機(jī)、顆粒機(jī)、齒圈毛坯、加強(qiáng)圈、榨圈、外齒輪毛坯鍛造，法蘭盤鍛造及飛輪齒圈、內(nèi)齒圈、研磨機(jī)齒圈、和斜面錐度環(huán)等環(huán)加工

鍛件殘余應(yīng)力場(chǎng)分析

  通過對(duì)固溶、淬火以及冷壓縮過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了整個(gè)熱處理過程的殘余應(yīng)力分布，分別表示了固溶、淬火以及不同程度冷壓縮后的鍛件殘余應(yīng)力分布。

固溶處理后鍛件的殘余應(yīng)力分布所示，觀察可知，固溶處理后鍛件的殘余應(yīng)力基本消除，特別是棱邊的拉應(yīng)力基本消除，可以忽略。

  淬火后鍛件殘余應(yīng)力分布如所示，鍛件淬火后殘余應(yīng)力發(fā)生了很大變化，這是由于鍛件內(nèi)外溫降速率不同，鍛件中心區(qū)域溫度與表面相差很大，導(dǎo)致鍛件表面產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力。

  觀察可知，淬火后鍛件外表面殘留有拉應(yīng)力，長(zhǎng)軸向端面的拉應(yīng)力稍小，為左右，而鍛件側(cè)面拉應(yīng)力稍大，比較發(fā)現(xiàn),淬火后鍛件表面殘留有較大的拉應(yīng)力，這會(huì)影響到后續(xù)熱處理過程和鍛件性能。

  淬火結(jié)束后對(duì)坯料進(jìn)行不同程度的冷壓縮變形處理，通過對(duì)冷壓縮過程的數(shù)值模擬，得到了不同冷壓縮量下的鍛件殘余應(yīng)力的分布規(guī)律,可以看出，鍛件冷壓縮后，淬火殘余的拉應(yīng)力基本消除，長(zhǎng)軸向端面較小區(qū)域殘留著較大的壓應(yīng)力，其他區(qū)域殘留有非常小的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力分布使高強(qiáng)鋁合金的抗應(yīng)力腐蝕性能很強(qiáng)?？梢钥闯?，鍛件經(jīng)冷壓縮后，長(zhǎng)軸向兩端面和側(cè)面都分布有壓應(yīng)力，各頂點(diǎn)處殘留有非常小的拉應(yīng)力，這樣的應(yīng)力分布可以有效地防止鍛件裂紋的產(chǎn)生，從而便于后續(xù)工藝的進(jìn)行。3儀器和探頭的組合靈敏度:在達(dá)到所探工件大程處的探傷靈敏度時(shí),有效靈敏度余量至少為10dB。

   冷壓縮量下，鍛件與工模具之間摩擦作用明顯，并考慮上道工序變形鼓肚的影響，使得長(zhǎng)軸向端面上壓應(yīng)力減小,拉應(yīng)力增大，同時(shí)在鍛件各頂點(diǎn)及其附近出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，這些拉應(yīng)力較大的區(qū)域在使用過程中更容易出現(xiàn)裂紋。

  通過以上分析，將鍛件固溶淬火后的冷壓縮量控制在比較合適，能夠達(dá)到消除淬火鍛件表面的拉應(yīng)力，并使鍛件大部分區(qū)域保留一定的有益壓應(yīng)力，從而能夠有效地抑制后續(xù)處理過程中的裂紋產(chǎn)生。