浅谈如何控制大型锻件的锻造裂纹

冉熊波

（贵州航天新力铸锻有限责任公司,贵州 遵义 563000）

大型锻件是我国重型工业发展过程中必不可少的，在我国工业的发展过程中发挥着不可替代的作用。我国经济的不断发展与科学技术的不断进步，要求大型锻件的质量要跟上时代发展的要求。大型锻件中存在的锻造裂纹问题是制约我国重型工业发展的主要因素，大型锻件的特性与小型锻件相比较而言，在锻造过程中存在着一定的难题。只有对锻造裂纹产生的原因进行探究，才能得到具体的分析，进而找到解决的方法，控制锻造裂纹的出现，提高大型锻件的质量和成品率，满足我国工业发展对大型锻件的质量要求，从而促进我国工业的良性、高效运转，进而使我国的经济又好又快的发展。

1 我国大型锻件生产的特点

生产大型锻件，需要拥有万吨级的大型锻压机。大型锻件的在工作的过程中对于受力的要求以及对工作条件的需求都是极为复杂的。这就使得大型锻件本身的综合力学性能要高，才能在重大技术装备中发挥应有的作用。核电以及航空领域对大型锻件的要求最高，是不允许有气泡、白点、裂纹和大块的杂物存在的，这些杂物的存在会造成一些安全事故的产生，不仅威胁到财产损失，更重要的是人员的伤亡。因此，我们可以明确，对产品质量的问题要求是锻造工艺过程中的首要问题。在大型锻件的生产过程中，通常都是采用对大型铸锭进行锻造，但是由浇注成型的铸锭，其内部会存在一些铸造缺陷，通常是会出现疏松和金属夹杂的现象。并且，钢锭本身所存在的缺陷也会随着钢锭重量的变化而变化，很难形成高质量的锻件。钢锭在加热的过程中会存在一定的组织和温度应力，再加上其本身也有一定的残余应力，因此，在加热时，要严格控制好加热的速率，避免出现由于加热速度过快而出现内外应力不同所导致的钢锭内咧的情况。并且，加热速度的快慢也与生产效率有关，实验证明，加热速度过慢会使生产效率降低。由此可以看出，与中小型锻件相比，大型锻件在热处理方面的难度要大很多。并且，在生产大型锻件过程中产生的锻造裂纹不仅对人身安全造成危害，而且也严重的阻碍了锻造工业的发展以及锻造产品的质量和成品率。

2 有效控制大型锻件锻造裂纹的方法

有效的控制锻造裂纹的大型锻件的锻造方法主要有：对钢锭本身的预镦粗变形量进行控制，使所产生的夹杂物的形状得到控制，使裂纹产生的可能性降低；采取宽砧走扁的方法进行压实；在大型锻件形成的过程中进行压实，来提高大型锻件内部的质量；同时还要控制好终锻的火次，减小裂纹产生的可能性。

2.1 对预镦粗变形量的控制

钢铁的凝固特性及其冶金的质量都会在一定程度上给钢锭带来疏松、夹杂以及裂纹等原始的缺陷。虽然浇注技术在不断的进步，也会使这些原始缺陷得到一定的改善，但是却不能消除裂纹等缺陷的存在。是在所难免的。在大型锻件的生产过程中，如果镦粗比例不够大的话，有时会使钢锭的内部的缺陷扩大，原来的镦粗理论就存在着某种程度上的不完善性以及认识上的误区。研究发现，高径之间的比例在零点六到二点零之间的钢锭，出现裂纹聚合情况时的敦促变形量为50%。同时，也要考虑后续的变形对大型锻件内部的延展性的影响，预镦粗变形量大约要控制在40%。如需再次降低锻件的高度，还可以通过旋转进砧压下的方法来实现，进而控制夹杂物的形状并且减少裂纹的产生。因此，在大型锻件的锻造过程中，我们要控制好预镦粗变形量，减小夹杂性的裂纹的产生，提高大型锻件的质量，满足我国工业的发展需求。

2.2 采取宽砧走扁的方法进行压实

塑性变形时，缺陷焊合所需要的一个必要的条件就是温度，加热温度的提高，有利于金属元素出现扩散，可以消除偏析。高温以及良好的加热为宽砧走扁拔长以及镦粗提供了比较好的条件。宽砧走扁的方法进行压实的工艺，是采用上下宽平砧，并按照WHF法进行压下程序，同时依据具体变形数据，在高温的条件下对坯料实现拔长锻造，进而来提高大型锻件内部的质量。因此，在大型锻件的锻造过程中一定要保证好压实所需要的变形工艺参数，减少裂纹的产生，确保大型锻件的质量，使我国工业的发展要求得到更好地满足，从而促进我国工业的又好又快发展。

2.3 控制好终锻火次和变形量

为了使产生的裂纹得到一定的修复，在锻造的过程中，要控制好终锻火次以及变形量。把锻件的半成品返炉，确保在变形过程中内部的缺陷可以焊合的温度，并在高温条件下进行长时间的保温，使其把内部出现裂纹处的孔洞充分填满，再按照压实所需要的变形量实现终锻变形。锻件在高温条件下会出现停锻反应，因此要控制好终锻的火次，使锻件内部的晶粒尺寸实现均匀，避免出现混晶现象，从而造成难于改变的后果，进而减小裂纹产生的可能性，大大的提高大型锻件的质量和成品率，从而更好地实现经济效益和社会效益。

3 结束语

大型锻件在我国工业的发展过程中具有重要地位，对我国国民经济的发展具有十分重要的意义。在大型锻件的锻造与发展过程中的阻碍因素就是出现锻造裂纹的问题，因此，从根本上解决裂纹问题，提出可行、有效的控制锻造裂纹产生的措施，才能提高大型锻件的质量和成品率，满足我国工业的发展需求，确保能够促进我国工业的良性、健康发展，进而取得更为显著的经济效益和社会效益。

[1]孙海燕.大型锻件内部缺陷的修复研究[J].大型铸锻件,2010(03):6-7.

[2]郑爱聪,许常青.预防大型锻件缺陷的方法与对策[J].机械工程自动化,2010(01):80-81.

[3]任运来,聂绍珉,牛龙江,朱磊.大型锻件内部空洞缺陷修复条件[J].机械工程学报,2011,44(02):248-249.

[4]张义帅.不锈钢锻造裂纹分析及工艺控制[D].太原:太原科技大学,2011.