辽宁省大连市
摘要：在生产汽轮机叶片及机车钩尾框等锻件过程中，出现折叠的锻件占锻件不合格品的概率较高，直接影响锻件的生产成本，锻件的折叠有的还影响后续工序的处理，降低锻件产品的使用寿命，甚至危及人身安全。因此，找出锻件折叠形成的原因，找到减少锻件折叠的措施，对提升锻件产品质量有着非常重要的意义。
关键词：锻件；折叠
引言：描述锻件折叠的特征，分析锻件折叠的形成原因，采用合适的工艺方法、模具设计和规范的操作方式，控制和减少锻件折叠。
1折叠的特征及产生的原因
折叠是在金属变形流动过程中将已氧化的表层金属汇合在一起而形成的，折叠为一种质量隐患，产品在使用过程中产生应力集中成为疲劳源，锻件经酸洗后折叠一般用肉眼就可以看到，如肉眼看不见的折叠可以用渗透检查。
1.1锻件折叠的三大特征
（1）折叠与其周边金属流线一致，如图1所示。
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（2）折叠尾端一般为小圆角，有时在折叠前有折皱，这时折叠尾端呈鸡爪形，（3）折叠两侧有较重的氧化和脱碳现象，但如是用石墨做润滑剂时，石墨进入折叠内经高温扩散后也会出现增碳现象。按上述特征可以直接区分折叠和裂纹，当锻件上的折叠经进一步变形或热处理淬火时，折叠尾部经过扩展，扩展后的部分就叫裂纹，其尾端呈尖形，表面没有氧化脱碳或增碳现象。
1.2锻件折叠形成的原因
各类锻件，尤其是模锻件的折叠形式和位置都有规律，折叠形成原因大致分为以下几种。
（1）一股金属急速大量流动将邻近表面金属带动形成折叠
如图所示，当ab附近的金属沿着水平方向大量外流时，会带动ac、bd附近的金属一起外流，使得已经氧化了的表层金属汇合在一起形成折叠。产生这种折叠的条件为：ab接触面附近的金属流动必须沿水平方向外流；中间部分排出的金属量大。这种折叠一般在圆角小、润滑剂多、变形太快时容易产生。
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（2）两股或多股流动金属对流汇合形成折叠
模锻过程中由于某处金属填充较慢，在相邻部分均已填满时此处仍缺少大量金属填补空缺，形成空腔，于是相邻部分金属便往此处汇流。模锻中当坯料安放不当，打击太快，模具圆角、斜度不合适，或某处金属填充阻力过大时，便会出现这种情况，尤其是在弯曲、带枝叶的、变形不均的、挤压成形的锻件模锻时最容易形成。
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在图中模锻时AB、AC两部分金属往外流，已经氧化的金属对流形成折叠，这种情况有时深入到锻件内部，有时排入飞边槽，是否形成折叠与模锻前坯料在此处的圆角大小和金属量多少有关，圆角大则折叠可排入飞边槽，圆角小则会进入锻件内；坯料在D（虚线范围）处金属量多则折叠可排入飞边区；金属量少则进入锻件内部形成折叠。
（3）一部分金属的局部变形被压入到另一部分金属内部形成折叠
这类折叠生产中最常见。如图所示，模锻时由于上下模具错移在锻件上啃掉一块金属再压入到本体内便成为折叠，或者是预锻圆角太大，终锻圆角太小，终锻时也会啃掉一块金属压入到本体内成为折叠。
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2工艺方法分析
由于变形速度对铝合金锻件的工艺塑性无显著影响，因此铝合金能在低速与高速下进行压力加工。为了增加该锻件的允许变形量与提高生产率，通过降低其锻造时的变形抗力，以及提高合金充满模具型腔的流动性等途径来减少折叠。加之如采用1吨高速锤工艺锻造该铝合金锻件，锻造时前两锤必须轻击，以打碎原材料表面的粗晶环，避免锻件表面出现裂纹，而当铝合金锻件变形速度由低至高时，由于铝合金的合金化影响其变形抗力会增长0．5～2倍，这就会增加该锻件出现折叠的可能。因此采用摩擦压力机更合理，设备上不做调整。
其次，锤上模锻锻件的难成型部分常位于上模，压力机模锻锻件的难成型部分常位于下模，而该锻件难成型部分设计在下模。考虑到金属充填模膛的容积以及起料方便、模锻力消耗等因素，亦让该锻件呈流线分布，均匀变形，故该铝合金锻件的分模面定在锻件最大平面位置处。这种分模面工艺合理，以镦粗法成型，锻件流线顺着锻件的外廓原理上是理想的，避免压入法成型的分模面，在内圆角处易形成折叠的可能。因此综上所述，该锻件的工艺方案考虑到了其他各方面因素，是合理的。
3控制折叠的措施
针对一股金属急速大量流动将邻近表面金属
带动形成折叠所采取的措施：（1）使中间部分金属在终锻时变形量小一些，也就是让中间排出的金属尽量少一些；（2）创造条件使终锻时中间部分排出的金属向上下型腔中流动充填型腔；（3）对单面带筋的锻件，可采用反挤压成形来减少折叠。
针对两股或多股流动金属对流汇合形成折叠所采取的措施：（1）保证终锻前坯料在此处有大圆角（增加预锻工序）；（2）保证在此处有足够多的金属量，使模锻时折叠起始点被挤到飞边槽内；（3）对产生缩孔类折叠可在预锻时预先压出一个“凸起”再进行终锻。
针对变形金属发生弯曲、回流并进一步发展形成折叠所采取的措施：（1）对于锻造比大于3时，发生弯曲形成的这类折叠（细长扁薄）类锻件，可采用分级顶镦；（2）对发生回流形成的这类折叠（齿轮类锻件），可使得镦粗后的坯料直径大于轮缘宽度的1/2或接近1/3，圆角适当大一些，模锻时轻一点。
结语：实际生产中折叠形式多种多样，但类型和形成的原因大致为上述几种，正确运用这些规律，便可在实际中避免或减少产生折叠，提高锻件质量和合格率。衡水裕菖铸锻有限公司将以上几种方式运用到汽轮机叶片、机车钩尾框及工程机械引导轮上后，折叠减少30%。
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