GB/T 35079-2018 多向精密模锻件 工艺编制原则

　　ICS 77 . 140 . 85 J 32

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 35079—2018

　　多向精密模锻件 工艺编制原则Multi-wayprecisiondieforgings—Technologicaldesignprinciple

　　2018-05-14 发布 2018-12-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 35079—2018

　　GB/T 35079—2018

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC 74)提出并归口 。

　　本标准起草单位：中国二十二冶集团有限公司、二十二冶集团精密锻造有限公司、北京机电研究所。本标准主要起草人：刘瑄、李明权、李景生、周林、金红、宋昌哲、徐文翠、周丽娟、魏巍。

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　　多向精密模锻件 工艺编制原则

　　1 范围

　　本标准规定了采用多向模锻工艺成形的精密模锻件(以下简称“锻件”)的工艺编制原则。

　　本标准适用于质量不大于 1 250 kg 且外形尺寸不大于 1 500 mm 的采用多向模锻工艺成形的锻件。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 702 热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差

　　GB/T 908 锻制钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差

　　GB/T 8541 锻压术语

　　GB 13318 锻造生产安全与环保通则

　　GB/T 33879 多向精密模锻件 通用技术条件

　　3 术语和定义

　　GB/T 8541 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　多向模锻工艺 multi-waydieforgingprocess

　　采用多向模锻成形设备，在闭式模腔内对坯料进行多方向联合挤压、锻造的成形工艺。

　　3.2

　　多向精密模锻件 multi-wayprecisiondieforgings

　　在工艺温度范围内，通过专用模具、采用多向模锻技术获得的高精度、满足产品要求的精密模锻件。

　　4 编制原则

　　4 . 1 总则

　　4 . 1 . 1 工艺编制应综合考虑锻件材质、锻件形状复杂程度、质量要求、形位公差、尺寸精度、设备能力、成形方式、变形程度、模具寿命等因素。

　　4 . 1 . 2 工艺设计应遵循材料的变形规律，以锻件材料的变形抗力及流动应力为基础。 可采用数值模拟等方法对工艺过程和参数进行优化。

　　4 . 1 . 3 工艺设计应利于模具的设计、制造和成本的降低，应利于生产现场快速换模和实现自动化。

　　4 . 1 . 4 工艺设计应利于金属填充和锻件脱模。

　　4 . 1 . 5 下料质量计算应充分考虑坯料在不同加热环境下的氧化烧损情况，避免下料质量不准确造成锻件填充不满或胀模。

　　4 . 1 . 6 应确保各个工序衔接流畅，降低转运时间对坯料温度的影响。

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　　4 . 1 . 7 应尽量减少加热次数，宜采用一次加热锻造成形。

　　4 . 1 . 8 坯料应去除氧化皮。 应选择合适的润滑剂及喷涂方式，避免锻件被拉伤以及模具提前失效。

　　4 . 1 . 9 应考虑坯料在模具型腔的定位、工件的放入取出、设备的精度及偏载等。

　　4 . 1 . 10 应合理安排模具各部位参与成形的顺序、速度和位移量，防止锻件出现折叠等锻造缺陷，且应利于圆角等过渡部位的填充。

　　4 . 1 . 1 1 工艺编制应充分考虑企业生产制造流程，便于物料流转，利于生产成本控制。

　　4 . 1 . 12 锻造生产车间作业环境、设备、工装及锻造过程的安全和环保应满足 GB 13318 的要求。

　　4 . 2 锻件设计原则

　　4 . 2 . 1 分模面选取

　　4 . 2 . 1 . 1 锻件分模面的选取应利于锻件脱模、金属充填型腔及模具加工。

　　4 . 2 . 1 . 2 锻件分模方式可采用水平分模、垂直分模、联合分模等方式。 阀门阀体(含带水平法兰)、三通、弯头、变径管等锻件宜采用水平分模方式[见图 1 a)、b)、c)、d)];带上(下)端面法兰的阀门阀体锻件宜采用垂直[见图 1 e)]或联合分模方式[见图 1 f)]。

　　a)水平分模(带水平法兰阀门阀体) b)水平分模(三通) c)水平分模(弯头)

　　d)水平分模(变径管) e)垂直分模(四通) f)联合分模(带上法兰阀门阀体)图 1 分模形式示意图

　　4 . 2 . 2 机械加工余量

　　锻件机械加工余量应符合表 1、表 2 的要求。

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　　表 1 锻件表面单边机械加工余量 单位为毫米

　　表 2 锻件内孔直径的单边机械加工余量 单位为毫米

　　4 . 2 . 3 锻件尺寸公差

　　锻件尺寸公差应符合 GB/T 33879 规定的要求。

　　4 . 2 . 4 模锻斜度、圆角半径、孔深

　　锻件的模锻斜度、圆角半径及孔深应符合 GB/T 33879 规定的要求。

　　4 . 3 主要工艺参数确定

　　4 . 3 . 1 变形和加热温度

　　4 . 3 . 1 . 1 变形温度的选择应有利于提高锻件材料的成形性及获得良好的锻后组织。 典型材料的锻造温度见附录 A。

　　4 . 3 . 1 . 2 坯料加热时间以坯料均匀达到始锻温度为依据。 对热传导系数较低的材料宜采用阶梯加热保温的方法，在满足加热要求的前提下减少金属氧化和表面脱碳。

　　4 . 3 . 2 变形力

　　4 . 3 . 2 . 1 可采用数值模拟方法计算各阶段变形力。

　　4 . 3 . 2 . 2 锻造带内孔的锻件时，应合理分配各方向挤压力，以防凸模承受过大偏载力而断裂。

　　4 . 3 . 2 . 3 合模力的大小应保证锻造过程中模具不胀开，锻件不形成毛刺。

　　4 . 3 . 3 锻造工步

　　4 . 3 . 3 . 1 阀门阀体(含带水平法兰)、三通等结构锻件一般采用合模—垂直方向穿孔(挤压)—水平方向穿孔(挤压)的成形方式，如图 2 所示。

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　　a)合模 b)垂直穿孔 c)水平穿孔

　　图 2 三通阀体锻件锻造工步示意图

　　4 . 3 . 3 . 2 变径管等锻件主要采用合模—水平方向穿孔(挤压)的成形方式，如图 3 所示。

　　a)合模 b)水平穿孔

　　图 3 变径管锻件锻造工步示意图

　　4 . 3 . 3 . 3 带上(下)端面法兰的阀门阀体锻件主要采用垂直合模—垂直方向穿孔(挤压)—水平方向穿孔(挤压)的成形方式，如图 4 所示。

　　a)垂直合模 b)垂直穿孔 c)水平穿孔

　　图 4 带主法兰三通锻件锻造工步示意图

　　4 . 3 . 3 . 4 锻造工步可采用数值模拟进行优化，保证锻件易于成形，无缺陷，且锻件金属流线完整。

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　　4 . 4 模具

　　4 . 4 . 1 -般要求

　　4 . 4 . 1 . 1 凹模宜采用镶嵌组合结构形式，凸模宜采用分段组合结构形式。

　　4 . 4 . 1 . 2 应有导向机构，合模后模腔错移量应符合表 3 规定。

　　表 3 模腔错移量 单位为毫米

　　4 . 4 . 1 . 3 凸模可进行 TD处理、渗氮等表面硬化处理，提高模具使用寿命。

　　4 . 4 . 1 . 4 模具尺寸设计时应考虑热膨胀。 模具精度应满足锻件的尺寸、形位公差等要求。

　　4 . 4 . 1 . 5 应根据工艺要求选择合适的模具材料，模具硬度等力学性能应满足工艺要求，见附录 B。

　　4 . 4 . 2 预热、润滑、冷却

　　4 . 4 . 2 . 1 模具应预热，预热温度一般控制在 150 ℃ ~ 200 ℃之间。 生产过程中模具温度一般控制在200 ℃ ~400 ℃ 之间。

　　4 . 4 . 2 . 2 生产过程中应对模具表面喷涂润滑剂，润滑和冷却模具表面;润滑剂的选择应充分考虑锻件材质、成形方式、工况条件、模具温度变化等因素;润滑剂在使用中应易于清理且满足环保要求。

　　4 . 4 . 2 . 3 结构较复杂模具的润滑及冷却可通过采用半 自动或 自动喷涂装置实现，保证模具型腔及凸模的充分润滑和冷却。 模具冷却亦可采用模具内部冷却等方式。

　　4 . 5 下料

　　4 . 5 . 1 根据锻件形状及技术经济要求，原材料宜选用棒材。 棒材的尺寸、外形、质量应满足 GB/T 702 、 GB/T 908 的要求。

　　4 . 5 . 2 用于生产的原材料应进行复检，复检项目应至少包括化学成分、尺寸、外形、表面质量，必要时应进行超声波检测。

　　4 . 5 . 3 宜采用锯切方式下料，应去除料头、料尾。 需要时应增加去毛刺、剥皮或其他改善坯料表面质量的方法。

　　4 . 5 . 4 坯料应称重，其下料质量允许偏差范围宜符合表 4 规定。

　　表 4 坯料质量允许偏差

　　4 . 6 氧化皮处理

　　热坯料表面的氧化皮应予以清除，清除方式不应降低表面质量，宜采用高压水清理的方式。

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　　4 . 7 锻造

　　4 . 7 . 1 应根据坯料材质、形状、规格、生产批量和环保要求选取适合的加热设备。

　　4 . 7 . 2 坯料加热规范的制定应综合考虑材质、形状、规格、生产节拍、生产成本等各方面因素。

　　4 . 7 . 3 锻造过程中一般采用位移和压力联合控制的方式，凹模合模应采用压力控制，上凸模宜采用位移控制，参与锻件最终成形的凸模宜采用压力控制方式。

　　4 . 7 . 4 应根据锻件材质、规格、最大散热面积等确定锻件合理的冷却方式。

　　4 . 8 锻件表面清理

　　锻件表面的氧化皮及工艺混合物应予以清除，清除方式不应降低表面质量、改变材料性能或金相组织等，一般可采用抛丸、喷砂等方式。

　　4 . 9 锻件缺陷及处理

　　4 . 9 . 1 锻件内部不应有裂纹、折叠、穿流等影响锻件内在质量的缺陷。

　　4 . 9 . 2 锻件的表面缺陷类型一般有结疤、折叠、皲裂、凹坑、刻痕、擦伤等，合格锻件不应有集中的、连续的或线状的表面缺陷。

　　4 . 9 . 3 锻件可通过检测缺陷深度表征表面缺陷程度。 锻件的表面缺陷深度达到零件的最小壁厚时为有害缺陷。 锻件的主要表面缺陷及处理方法见表 5 。

　　4 . 9 . 4 锻件允许焊补，需要进行焊补的，焊接工艺过程应评定合格，或应得到需方同意。

　　表 5 锻件的主要表面缺陷及处理方法

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　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　典型材料锻造温度范围要求

　　典型材料锻造温度范围要求见表 A. 1 。

　　表 A.1 典型材料锻造温度范围要求

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　　附 录 B

　　(规范性附录)模具硬度要求

　　不同材质模具的硬度要求见表 B. 1 。

　　表 B.1 不同材质模具硬度要求