铝法兰的折叠和裂纹如何控制?
铝合金法兰锻件因其比重小、导热性好、导电性高、耐腐蚀等优点,广泛应用于中高强度有一定要求的零件中。铝合金加热模具锻造的工艺特点是流动性差、塑性低、导热性好、锻造温度范围窄、开始和结束锻造温度要求严格。加热模具锻造的性能特点是铝合金不会产生同素异构变化,主要依靠锻造机械参数的正确控制来改善金属组织,使金属流线沿锻件形状均匀连续分布,提高机械性能;加热模具锻造的质量特点是铝合金容易出现折叠和裂纹。
其中,折叠可以减少零件的承载面积,服务时容易产生应力集中,成为疲劳失效源,危害较大。折叠废物约占锻件废物总数的70%~80%;裂纹危害较大,裂纹废物约占锻件废物总数的5%~10%。
折叠的原因包括坯料横截面尺寸大、坯料形状不合理、局部压入成型、模具过渡部分圆角半径小、操作过程中一次压力过大等。
裂纹主要是由于挤压铝棒材料具有明显的各向异性,其中纵向机械性能明显高于横向机械性能。在锻造开始时,在不同的三向应力或非三向压应力的作用下,有较大的剪切应力,容易造成坯料颗粒之间的连接损伤,不利于滑动变形的发展,变形能力差导致斜裂。
同时,变形不均匀引起的附加应力和温度不均匀引起的热应力较大。当拉应力超过这部分强度时,变形较大的部分和变形较小的部分相互作用并产生裂纹。