轴类锻件的折叠缺陷及如何解决？

锻件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。

锻件需要每片都是一致的，没有任何多孔性、内含物或其他的瑕疵。这种方法生产的元件，强度与重量比有一个高的比率。

在锻件中，有较大部分是轴类锻件，其成形模具是摔模，由上下两部分构成，锻造中锻件绕着轴线旋转，没有飞边，例如卡摔模和调直摔模。摔模成形特点是通过模具侧面压力来制约金属横向流动，使金属顺着轴线延长，和自由锻成形比起来，拔长率提高20%～40%。

同时，内拔长时应力情况也能防止内部出现纵向裂纹。在生产中发现，台阶轴锻件使用一般摔模锻造时，往往在台阶部位发生折叠缺陷。

1.折叠缺陷问题

       下面是半轴锻件工艺，以此说明利用成形台阶轴过程中出现缺陷，和模具改进后的解决。

半轴成形步骤是：

①压肩直径是130mm;

②拔长两端到直径130mm，自由锻成形;

③一端压肩直径118mm;

④拔长一端到直径115mm，自由锻成形;

⑤压肩直径108mm;

⑥拔长另一端到直径105mm，自由锻成形;

⑦修整和调直成形，调直摔模。利用摔模时，在步骤①、③、⑤、⑦，都容易发生折叠缺陷，尤以调直摔模这一步最为严重。

2.问题分析

        现在以调直摔模这一步为例，分析缺陷原因和工序改进。摔模型腔不同部位产生台阶，其高度结合直径差来确定，这就使锻打过程中台阶不为金属发生剧烈变形和流动不畅。上、下模块在合拢时，型腔上为避免应力出现集中与使流动平滑而设置圆角在接触台阶部位产生一个台阶缝隙，进一步对金属流动造成影响。

这样，在台阶部位除了大多数金属按工装流动产生台阶外，剩下的金属因为直径变化引起流动不畅，有一部分流到上、下模块的缝隙中，形成像模锻时的“飞边”。

在锻件旋转锻造时，这部分剩下的金属因为厚度薄在锻造时被弯曲而贴在锻件表面，进一步锻打时会卡在锻件内，形成折叠。普通摔模时折叠缺陷的原因包括两个：一个是型腔上因为直径不同的台阶;二是型腔的圆角。

针对这两个因素进行分析：

①型腔的圆角无法取消;

②折叠开始出现在模块交界处，说明接近其接触部位台阶是造成折叠的主因。

3.问题的解决

        对工装进行修改，从根源上解决轴类锻件的折叠问题。在摔模的台阶处，在小直径型圆弧切向设置两条切线和大直径型圆角相切。这样部分消除存在于模块接触部位台阶，减慢形状上改变。当模块合拢时在圆角处产生一个容纳剩下金属的空腔，不是原来的台阶缝隙。

锻打时剩下金属分流到这个部位时，不产生飞边，而产生一个棱形块，在锻件旋转锻造时，这部分剩下金属因为是棱形由于其厚度后所以不是先弯曲再折叠，而是经过锻粗和锻平然后融进锻件内部，成为一个整体，不会发生折叠缺陷。