佛山铜型材加工厂佛山市铜制品厂

一、锻件的锤上模锻工艺分析
防扭臂下接头是直九飞机上的关键件，其材料是7075铝合金，见图1 。它是直九飞机上的小型航空锻件，其形状特别复杂。该件原在1t锤上模锻，但由于其上带筋部位易出现粗晶，而且易穿筋，所以其晶粒度不符合Z9-J冶-325技术条件要求。
图1 防扭臂下接头模锻件图
有砧座模锻锤属冲击载荷型设备，行程不固定，承受偏载能力和导向性均较差等缺点。在该种设备上进行模锻，锻坯的变形速度、变形程度和变形温度很难控制，因而要求操作者水平较高。因锻坯的变形速度较快，铝合金来不及再结晶，其再结晶核心少，所以锻后锻件易形成粗晶。若打击力过大，锻坯的变形程度大，易出现锻坯的穿筋裂纹、折叠等缺陷。若打击力过小，将增加锤击次数，增大了能源消耗且设备的动力系统难以维护。
因多次的重复加热和锻打，锻件表面也易形成折叠、穿筋裂纹、啃伤、层皮等缺陷，增加了消除表面缺陷的工作量。而且打击力过大或过小将使变形程度不易控制，锻件上的带筋部位易出现粗晶。锤上模锻铝合金时，因模具预热温度不均匀，只有200～250℃左右，而且其表面温度低，内部温度高。与铝锻坯接触时，铝锻坯表面温度低，内部温度高，又多次的重复加热与锻打，有可能使铝锻坯表面温度更低、内部温度更高，锻坯内部有可能因过热而产生粗晶。经过锤上试锻，合理的坯料形状、尺寸只能模锻出形状、尺寸与表面质量合格的锻件，而锻件的粗晶消除不了，即锻件的冶金质量不符合Z9-J冶-325技术条件要求。经过多方的论证和工艺试验，决定采用等温成形新工艺以解决该件的粗晶问题。
二、7075铝合金防扭臂下接头锻件等温成形工艺技术

文章插图
1.等温成形工艺的特点
（1）极大的降低了金属的流变抗力。一般等温成形工艺的总压力相当于常规模锻的几分之一到几十分之一。如Z9-350A37-1127-91的防扭臂下接头锻件锤上模锻时，需在1t锤上（相当于压力机上10000kN模压力）模锻，而在液压机上等温模锻时，只需3000kN左右模锻压力，设备吨位降低3倍以上。
（2）显著地提高了7075铝合金材料的塑性，等温成形具有好的流动性和充填性，能使形状复杂且带筋的防扭臂下接头在一次模压中成形，因而能减少加热次数和模压次数。如果防扭臂下接头在锤上模锻，需在150kg空气锤上制坯，在1t模锻锤上3火次锤击，每次锤击5至6次。而等温模锻时，在液压机上等温自由锻制坯，坯料形状和尺寸见图2 ，且可在液压机上一次等温模压成形。但是考虑到铝合金的外摩擦系数较大，一次等温模压时变形量较大，新生面太多，模具型腔表面粘着很多铝屑，粘模较厉害，故起模较困难。同时一次等温模压成形，易在锻件表面上形成折叠的缺陷。现分3次等温模压，每次等温模压时留一定的变形量，模压后锻坯上折叠缺陷用风铲清除掉。第三次等温模压后锻件表面上无缺陷产生。

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