フランジ鍛造品のプロセス研究

この記事では、従来の方法の欠点と問題点について概説します。フランジフランジ鍛造品の工程管理、成形方法、工程実施、鍛造検査、鍛造後の熱処理などを具体的な事例と組み合わせて徹底的に検討します。この記事では、フランジ鍛造プロセスの最適化計画を提案し、この計画の総合的な利点を評価します。記事には一定の参考価値があります。

従来のフランジ鍛造プロセスの欠点と問題点

ほとんどの鍛造企業にとって、フランジ鍛造プロセスの主な焦点は鍛造設備への投資と改善であり、原料排出プロセスは無視されることがよくあります。調査によると、ほとんどの工場では通常、使用時には鋸盤を使用しており、半自動バンドソーと自動バンドソーを使用している工場がほとんどです。この現象は、下部材料の効率を大幅に低下させるだけでなく、大きなスペース占有の問題と鋸切削液の汚染現象も引き起こします。従来のフランジ鍛造プロセスは、通常、従来の自由型鍛造プロセスで使用されますが、このプロセスの鍛造精度は比較的低く、金型の磨耗が大きく、鍛造品の寿命が短いなどの一連の悪い現象が発生しやすいです。間違った死のように。

フランジ鍛造品の工程最適化

鍛造工程管理

(1) 組織特性のコントロール。フランジ鍛造の素材としてはマルテンサイト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼が多いが、本論文ではフランジ鍛造用にオーステナイト系ステンレス鋼1Cr18Ni9Tiを選定した。このステンレス鋼は等方的な異結晶変態が存在せず、1000℃程度まで加熱すると比較的均一なオーステナイト組織を得ることが可能です。その後、加熱されたステンレス鋼を急冷すると、得られたオーステナイト組織を室温に維持することができる。組織が徐冷されると、α相が現れやすくなり、高温状態のステンレス鋼の塑性が大幅に低下します。ステンレス鋼は粒界腐食を破壊する重要な理由でもあり、この現象は主に粒界のクロム炭化物の生成によるものです。このため、浸炭現象は極力避けなければなりません。
(2) 加熱仕様を厳守し、鍛造温度を効果的に管理してください。1Cr18Ni9Ti オーステナイト系ステンレス鋼を炉で加熱すると、材料の表面は浸炭しやすくなります。この現象の発生を最小限に抑えるには、
ステンレス鋼と炭素含有物質との接触を避けてください。1Cr18Ni9Ti オーステナイト系ステンレス鋼は低温環境下では熱伝導率が低いため、ゆっくり加熱する必要があります。特定の加熱温度制御は、図 1 の曲線に厳密に従って実行する必要があります。

図1 1Cr18Ni9Tiオーステナイト系ステンレス鋼の加熱温度制御
（３）フランジ鍛造作業の工程管理。まず第一に、材料の原材料を合理的に選択するには、特定のプロセス要件に厳密に従う必要があります。材料を加熱する前に、材料表面の包括的な検査を行って、原料の亀裂、折れ曲がり、介在物やその他の問題を回避する必要があります。そして、鍛造の際には、まず変形の少ない素材を軽く叩いて、素材の塑性が高まったところで強く叩くのがポイントです。アプセット加工を行う場合は、上下端を面取りまたはかしめた後、平らにして再度叩いてください。

成形方法と金型設計

直径が150mm以下であれば、一組の金型を用いたオープンヘッダー成形法により突合せ溶接フランジを成形することができます。図 2 に示すように、オープンダイセット法では、据え込みブランクの高さとパッドダイ開口率の比 d は 1.5 ～ 3.0 に制御するのが最適であり、ダイ穴フィレットの半径 R は0.05d～0.15dがベストで、金型の高さHは鍛造品の高さより2mm～3mm低いのが適当です。

図2 オープンダイセット法
直径が150mmを超える場合は、平リングフランジ加工や押し出し加工によるフランジ突合せ溶接方法を選択することをお勧めします。図3に示すように、平リングフランジ加工ではブランクH0の高さは0.65(H+h)～0.8(H+h)となります。特定の加熱温度制御は、図 1 の曲線に厳密に従って実行する必要があります。

図3 平リング旋削・押出成形法

工程実施と鍛造検査

この論文では、ステンレス鋼棒せん断方法を使用し、拘束せん断プロセスの使用と組み合わせて、製品断面の品質を保証します。従来の自由型鍛造の鍛造工程ではなく、密閉型精密鍛造法を採用。この方法は単に鍛造品を作るだけではなく、
この方法により、鍛造の精度が向上するだけでなく、金型の間違いがなくなり、エッジカットの工程も軽減されます。この方法は、スクラップエッジの消費を排除するだけでなく、エッジ切断装置、エッジ切断ダイ、および関連するエッジ切断要員の必要性も排除します。したがって、クローズド精密鍛造プロセスは、コストを削減し、生産効率を向上させるために非常に重要です。関連する要件に従って、この製品の深穴鍛造品の引張強さは 570MPa 以上、伸びは 20% 以上である必要があります。深穴肉厚部のサンプルを採取してテストバーを作成し、引張試験を行ったところ、鍛造品の引張強さは720MPa、降伏強さは430MPa、伸びは21.4%、断面収縮率は37%という結果が得られました。。製品が要件を満たしていることがわかります。

鍛造後熱処理

1Cr18Ni9Ti オーステナイト系ステンレス鋼フランジの鍛造後は、粒界腐食現象の発生に特別な注意を払い、材料の可塑性を可能な限り改善し、加工硬化の問題を軽減または排除します。良好な耐食性を得るには、鍛造フランジに効果的な熱処理を施す必要があり、そのためには鍛造品に固溶体処理を施す必要があります。上記の分析に基づいて、鍛造品は、温度が 1050°C ～ 1070°C の範囲にあるときに、すべての炭化物がオーステナイトに溶解するように加熱する必要があります。その直後に急冷し、単相のオーステナイト組織を得る。その結果、鍛造品の耐応力腐食性と耐結晶腐食性が大幅に向上します。この場合、鍛造品の熱処理は、鍛造廃熱焼入れを使用して実行することを選択しました。鍛造廃熱焼入れは高温の変形焼入れであるため、従来の焼戻しと比較して、焼入れや焼入れ設備の加熱要件、および関連するオペレーターの構成要件が不要なだけでなく、このプロセスで製造された鍛造品の性能も大幅に向上します。より高い品質。