唐玉婷
西南铝业（集团）有限责任公司 重庆市 400000
摘要:目前，在航空航天以及交通运输等很多领域普遍采用铝合金锻件，对于制造具有中等强度、抗疲劳与轻重量等要求的零部件需要采用铝合金锻件，因此铝合金锻件已经成为促进我国国民经济发展和工业企业发展重要的部分。在进行锻造带工字型截面的铝合金隔板模锻件的过程中，容易发生折叠、穿流以及充不满等一些严重的缺陷，本文介绍了铝合金隔板模锻锻造中存在的主要缺陷并详细分析了产生缺陷的主要原因，根据存在的缺陷以及产生缺陷的原因，从模具的设计制造、模锻工序以及具体的操作过程提出了具体的措施，以便提高模锻件的成品率，提升企业的效益和利润。
关键词：铝合金、隔板模锻件、锻造缺陷
一、引言
在一些大型设备上需要采用铝合金隔板模锻件，这种锻件是大型设备上重要的受力结构部件，这种部件的工作载荷相对较大而且使用的环境较为恶劣。使用一般的机械加工和铸造的方法形成的零部件是不能够满足大型设备要求的综合力学性能，必须采用锻造的方法制作。在实际的应用中，隔板模锻件多采用的材料均为2A50铝合金，这种模锻件具有两面带有筋条、四周拥有很多处封闭的工字型横截面筋条等结构特点，而且，这些筋条之间的间距变化较大，筋条相对来说较薄，具有非常复杂的形状，相比之下采取的锻造技术难度比较大。由于铝合金具有塑形较低、流动性不好、锻造温度区间教窄等特点，所以，在进行锻造隔板模锻件的过程中经常会出现筋和腹板连接的圆角处与筋和缘条的交汇处发生折叠的问题，而且很有可能会产生涡流、紊流、穿筋或者流线不顺畅等主要缺陷问题，另外还有可能会伴随着产生粗晶缺陷的问题。出现以上问题将会大大降低模锻件的力学性能，无所满足客户的需求造成废料的产生。下面将详细分析铝合金隔板模锻件锻造中发生缺陷的原因并提出具体的解决措施。
二、铝合金隔板模锻件具有的结构特点以及主要工艺分析
由多个周边封闭的工字型断面筋条所围成的锻件称之为铝合金隔板模锻件，这种锻件主要主要是能够用来传递横向的载荷，要求这种锻件必须具有相对比较高的综合力学性能。铝合金隔板的模锻件是一种弧形的结构，而且圆弧部分的曲率半径相比下比较大。通常情况下为了简化模锻的工艺，应该在下料后先进行弯曲再进行模锻，造综合考虑模锻所有影响移速的前提下，确定其主要生产工艺流程是先进行下料，再进行加热和弯曲操作，最后进行模锻和检验工作。
三、铝合金隔板模锻件折叠产生影响及部位、形貌、特征的分析
（一）隔板模锻件折叠缺陷带来的影响分析
铝合金模锻件中产生折叠缺陷对其质量带来很大的影响，出现折叠缺陷是锻件中产生废品的主要原因。泽县现象的产生会损坏模锻件表面技术的连续性，大大的减少了锻件承载荷面积，同时出现折叠也是锻件上的缺口，是产生疲劳裂纹的主要原因，有导致发生疲劳裂断的可能性，对于锻件的承载能力有很大的影响。另外，在折叠的缝隙会夹杂着润滑剂或者其他各种杂质，进行蚀洗的工序后，又会残留酸、碱等液体，这样在折叠处就非常容易发生腐蚀现象。
（二）隔板模锻件折叠产生的部位、形貌以及特征分析
模锻件出现折叠的形式与位置存在着规律性，在实际生产铝合金隔板模锻件的时候，出现折叠的部位大多是在模锻件腹板和筋的交接之处，还有就是存在于筋和缘条的交接之处。如果剖开具有折叠缺陷的模锻件，对其进行低倍组织检查会发现模锻件表面到内折叠产生很明显的一条黑线，这条黑线则称之为折纹，模锻件表面与折纹结束之间的长度称之为折叠深度。模锻件发生折叠缺陷一般具有以下两个方面的特征，一是折叠部分和其周边金属的流线方向保持一致；二是在折叠部位的尾端处常常是呈现出小圆角的现象，有些情况下在折叠缺陷出现之前就出现有折皱，这种情况下尾端一般会呈现出枝杈形或者说是鸡爪形。
三、铝合金隔板模锻件缺陷产生的原因与应对措施分析
（一）铝合金隔板模锻件锻造缺陷产生的主要原因分析
铝合金隔板模锻件折叠缺陷形成的原因主要是有以下几个方面：一是有可能是由于两股或者两股以上的流动金属对流交合而形成折叠；二是有可能是由于存在一股金属大量且快速的流动，带动着临近的表层金属流动形成的折叠情况；三是有可能是由于变形金属的弯曲和回流而进一步发展而成的折叠现象；四是有可能是由于存在一部分金属的局部变形且被挤压到另一部分金属中形成的折叠缺陷。在这些原因当中由于两股或两股以上金属交合形成的折叠情况是最经常发生的。另外综合分析产生模锻件折叠的原因和影响因素，主要可以总结为模锻件设计过程、生产工艺编制以及具体生产操作三个主要影响因素，再就是受到铝合金隔板模锻件有着两面带筋、四周封闭的工字型横截面的结构，是非常容易发生折叠现象的锻件，为了避免铝合金隔板模锻件发生折叠缺陷并提高成品率，需要提前采取预防措施。
（二）铝合金隔板模锻件缺陷的预防解决措施分析
一是适当增加腹板与筋交接处的圆角半径，在模锻的时候，如果腹板和筋交接处的圆角设置的半径比较小，在两筋充满铝合金金属材料后，这时上下模将会靠拢，将会导致筋与腹板交接处的金属交汇重叠在一起，从而就产生了折叠的现象，因此，只有将模锻的圆角半径适当的增大到二十毫米左右才能够有效的改善筋条和腹板交汇处金属材料的流动情况，从而避免出现折叠。
二是在选择毛料尺寸和规格方面以及设计制坯工艺方面进行优化，使用传统的工艺，虽然毛料外形与锻件的外形相对较为相近，但是，锻件毛料的上部金属和底部技术分布较为不均，主要是依据模锻过程的具体情况适当的改善模锻之前的制坯工艺，以便能够达到隔断面金属能够合理分配的目的，尽最大可能将坯料各横截面金属量能够与锻件各横截面的金属量靠近；另外需要通过模锻件立体模型中获得截面，通过计算截面面积并依据鹰眼确定坯料截面的具体尺寸，同时，合理选择坯料高向尺寸以便能够使得模锻成形中具有足够的金属坯料，但是还不能过大，否则会造成折叠缺陷的产生。
三是要进行合理的预热以及润滑锻模，在进行模锻操作的时候应该特别注意使用适当的预热温度进行锻模的预热工作，如果预热的温度太低，则会提高锻模腔内坯料的冷却速度，也就会导致坯料变形的温度达不到，从而造成金属材料不能够充满型腔，同时如果温度过低还非常容易造成折叠和粘模；由于铝合金材料具有较大的粘附性和流动性差的特点，非常容易和钢制锻模产生粘模现象，对于锻件成型有着很大的影响，因此，我们在进行铝合金模锻的时候应该对型腔进行润滑，合理的润滑可以帮助金属均匀流动，这样就能够合理分布流线，但是也不能在型腔中涂抹过多的润滑油、或者涂抹的不均匀，否则会产生模锻件各部分金属流向乱且速度不匀，所以要将适量的润滑油均匀的涂在型腔表面。
四是要进行正确的锻造操作且需要严格检查，在进行模锻操作的过程中，需要将毛坯摆放在适当的位置且不能加快变形速度，确保单次的变形量不能够太大，按照工艺要求控制欠压量，一旦出现金属已经充满型腔后还存在和诺欠压量，将会导致上下模靠拢加快，出现折叠，在操作过程中要按照工艺严格操作；另外，要进行严格检查，控制每一个工作程序严格执行，一次性彻底完成修伤等工作。
四、总结
综上分析，铝合金隔板模锻件锻造中会产生各种缺陷，这些缺陷会大大降低产品的成品率，影响经济效益，特别是出现折叠缺陷，本文详细分析了出现折叠缺陷产生的影响，折叠缺陷发生的主要原因，并提出了具体预防措施，希望能够为相关工作人员提供参考和帮助。
参考文献:
[1]［苏］多巴特金．铝合金半成品的组织与性能［M］．洪永先，谢继三，关学丰，等译．北京:冶金工业出版社，1984．
[2]《锻压技术手册》编写组． 锻压技术手册［M］．北京:国防工业出版社，1989．
[3]锻件质量分析编写组编．锻件质量分析〔M］．北京:机械工业出版社，1985．