大型空心法兰锻造成型新工艺

孟相利 赵 欣

(中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所，四川618000)

大型空心法兰锻造成型新工艺

孟相利 赵 欣

(中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所，四川618000)

采用芯棒拔长的方式锻造大型空心法兰，成功解决了法兰锻件超声检测不合格的问题，有效保证了锻件内部质量。

大型空心法兰;锻造;芯棒拔长

某大型水电机组法兰锻件尺寸见图1，锻件重量64 t。该法兰不仅尺寸较大，而且锻件超声检测标准相当于EN10228—3质量等级3，远远超过常规水电JB/T1270—2002标准要求。常规锻造工艺是在模具内镦粗成型法兰Ⅰ部，但容易在锻件内部形成片状或密集缺陷，造成超声检测超标。超标缺陷主要集中在Ⅰ部法兰高度中间和内壁直径方向1/3壁厚部位，见图1。

图1 法兰锻件尺寸和超标缺陷简图Figure 1 Sketch of the flange forging and unacceptable defects

通过采用芯棒拔长的方式锻造成型大型空心法兰新工艺，成功解决了大型空心法兰锻件超声检测超标的问题。

1 大型空心法兰传统锻造工艺存在的问题

传统锻造工艺见图2。锻造过程中第Ⅲ火次是在模具内以镦粗为主变形成型法兰Ⅰ部，该工艺容易产生类似层状缺陷导致超声检测不合格。

图3 新工艺示意图Figure 3 Flow chart of new forging process

2 锻造成型新工艺

为了解决大型法兰锻件超声检测难合格的问题，我们采用了芯棒拔长锻造成型空心法兰新工艺，见图3。新工艺的关键在于采用芯棒拔长成形法兰，避免了常规锻造方法以镦粗为主变形成形法兰所存在的应力状态，有效避免了层状缺陷的产生。实践和理论证明，当锻件的高径比小于1时，在镦粗时，存在静水压力区和剪应力区。经理论分析在剪应力区容易萌生横向裂纹，产生层状缺陷，使饼类锻件无损检测合格率低［1］。

3 讨论

传统工艺锻造此类法兰时，在模具内以镦粗为主变形成型法兰Ⅰ部，存在剪应力区，容易产生层状缺陷导致超声检测不合格。改进后的新工艺采用芯棒拔长的方式锻造成型空心法兰，则避免了这一问题。

因法兰Ⅱ部长度短，若Ⅱ部直接分料，分料长度太短，拔长Ⅱ部时端面会出现严重的凹心，很难保证Ⅱ部锻件尺寸。为了保证Ⅱ部的锻出条件，或者满足Ⅱ部的分料长度，新工艺一般采用一支钢锭锻出两件法兰的工艺模式。通过两个Ⅱ部相连满足Ⅱ部的分料长度。若生产中只有单件法兰，Ⅱ部也可以与相同内外径的筒体相连来满足Ⅱ部的分料长度。

4 结论

(1)新工艺采用芯棒拔长的方式锻造空心法兰，成功解决了大型空心法兰锻件超声检测难合格的问题，有效保证了锻件内部质量。

(2)新工艺不需要锻造成型法兰锻件的专用模具，节约了毛坯成本。

［1］ 刘助柏.塑性成形新技术及其力学原理.北京:机械工业出版社，1995:14-17.

编辑 肖红原

New Forge Process for Large Hollow Flange

M eng Xiangli，Zhao Xin

By using the core bar drawingmethod to forge the large hollow flange，the flange forgings have been ultrasonic tested and acceptable，which effectively assure the internal quality of the forgins.

large hollow flange;forging;core bar drawing

TG316

B

2013—09—13