第17章 锻造成形过程中的缺陷及产生原因(3)

十一、锻件流线分布不正确

由于操作者违反锻造工艺规程使锻件纤维组织的纤维分布紊乱，造成锻件达不到锻件技术条件上对锻件流线分布的规定，称为锻件流线分布不正确。

不是所有的零件都有流线要求，只是重要零件才有这种要求。所以在操作时要按照锻造工艺规程上规定的操作方法进行，否则会造成锻件流线分布不均匀或方向不正确而影响锻件机械性能，造成零件报废。

其产生原因有：

（1）毛坯镦粗方法不正确，如发动机上的齿轮就有流线要求，若违反了锻造工艺规程中的镦粗后终锻这一工序的要求，虽然也能得到外形轮廓完整的锻件，但其金属纤维分布紊乱或不正确，严重地影响锻件机械性能，造成锻件报废。

（2）毛坯在模膛中放歪，往往造成锻件流线分布紊乱不均，以至达不到零件质量要求。

十二、发裂和裂纹

锻件表面产生发裂和裂纹的原因有：

（1）钢锭皮下气泡被轧长，模锻及酸洗后呈现出细小长裂纹，即发裂；

（2）坯料剪切下料不当，造成端部裂纹，经模锻后裂纹不仅不能消除，而且可能发展； （3）原坯料的表面伤痕，经模锻后发展为裂纹； （4）合金钢锻件冷却或热处理不当。

十三、夹渣

夹渣是原材料断面上有夹渣造成。由于冶炼时耐火材料等杂质熔入钢液，轧制成钢材后内部就保留有夹渣。

十四、过热和过烧

坯料加热不当，轻则使坯料过热，得到晶粒粗大的锻件；重则使坯料过烧，锻出的锻件报废。

十五、晶粒粗大

锻件产生晶粒粗大的原因，除坯料加热时发生过热外，终锻温度过高也会使锻件在冷却过程中发生晶粒粗大。

§17.5 高速钢锻件的裂纹

高速钢的锻造缺陷主要是裂纹。

一、碎裂

碎裂的特征是初锻时便裂成碎块，如图17.2所示。其产生原因是加热温度过高或在高温下停留时间过长，使锻件发生过烧而造成的。

图17.2 碎裂

二、对角线十字裂纹

矩形截面坯料拔长时，在端面或内部产生的对角线十字裂纹，如图2.78（a）所示。其产生原因是平砧拔长时坯料截面对角线上产生剧烈的交变剪切变形（如图2.78（b）和图2.78（c）所示），如果坯料心部有疏松、偏析、夹杂等缺陷，加热时坯料心部已发生了过烧或过热，拔长送进量过大，锤击过重等，都可能使高速钢锻件产生对角线十字裂纹。

三、中心裂纹

这是一种出现在锻件内部和两端面中心位置上的裂纹，如图17.3所示。它产生于圆截面坯料开始拔长，即由圆形拔成方形时，或在拔长以后滚圆锻件时。其产生原因是由于在拔长、倒角或滚圆时坯料的水平方向出现拉应力（如图2.76所示），愈靠近轴心部分受到的拉应力愈大；再加上坯料本身心部有缺陷，或加热时心部已过烧或过热，或坯料温度过低等，都会造成中心裂纹。

图17.3 中心裂纹

因此，高速钢锻造成形过程中，开始拔长时或倒角、滚圆时应控制锤击力，滚圆最好在摔模里进行。

四、横向裂纹

横向裂纹是指在锻件内部存在的裂纹方向垂直于拔长坯料轴线方向的裂纹。横向裂纹有两种：横向内裂和横向外裂。如图17.4所示，如果拔长时送进量

L?0.5，则会由于坯料中心纵向拉应力造成h横向内裂；如果拔长时送进量

L?0.8，则会由于坯料外侧的切向拉应力造成横向外裂。 h

（a）拔长送进量

（c）横向外裂

Lh （b）横向内裂

图17.4 横向裂纹

五、角裂

角裂是反复镦拔时出现于与轴线方向垂直的表面裂纹，往往从棱角处开始产生，如图17.5所示。由于拔长锤击的印痕未压平，随后镦粗时沿印痕弯曲或皱折而引起裂纹；锤砧圆角半径太小，拔长时送进量小、压下量大，产生夹层。由于拔长棱角处温度容易下降，塑性降低，所以往往就从棱角处开始裂开。

图17.5 角裂

六、表面纵向裂纹

表面纵向裂纹常见于扁薄形锻件（如图17.6所示）。其产生原因是由于拔长扁方坯料时，如果宽度超过厚度3倍，则翻转90°锻造侧面时就产生弯曲现象，出现折叠，随后形成裂纹。

图17.6 表面纵向裂纹

七、萘状断口

萘状断口的特征是断口上呈鱼鳞状白亮闪点，晶粒粗大（如图17.7所示）。其产生原因是终锻温度过高（超过1000℃），终锻时变形量又小（??10%~15%），达到了临界变形程度的范围；此

时钢的韧性很低，使用时容易崩刃和折断。

这种缺陷热处理无法消除。只有将最后一火的终锻温度严格控制在930℃以下，并保证有足够的变形量，才能防止。

图17.7 萘状断口

§17.6 有色金属锻件的缺陷

除了充不满、变形等几何尺寸不合格外，有色金属锻件还会出现一些特殊缺陷。

一、铝合金锻件的缺陷

表17-3为铝合金锻件的主要缺陷、形成原因和防止方法。

表17-3 铝合金锻件的主要缺陷、形成原因及防止方法

缺陷名称 分模线裂纹 形成原因 1、加热质量不好； 2、飞边太薄； 3、模腔到飞边槽的出口半径小； 4、锻锤吨位过大。 1、筋太薄、筋间距太大； 2、筋与腹板连接半径小； 3、加热质量不好； 4、模具预热不好； 5、腹板太薄； 6、预锻件金属量过多。 由下列原因引起了金属的回流： 1、模具圆角半径小； 2、坯料放置不正； 3、棒料有粗晶环； 4、坯料过热； 5、坯料局部金属过多或过少。 防止方法 1、提高加热质量； 2、加厚飞边； 3、增大出口圆角半径； 4、选择吨位适当的锻锤。 1、增加筋的厚度； 2、增大连接半径； 3、提高加热质量； 4、模具充分预热； 5、加厚腹板； 6、改善预锻模腔形状，使之与终锻模腔配合适当。 1、坯料盖住筋的模腔，不使金属横向流动过多； 2、增大圆角半径； 3、正确放置坯料； 4、除去粗晶环； 5、严格控制加热温度在规范规定的范围内。 穿流或射穿 折叠 粗晶 1、温度过高、变形量偏小，造成锻件1、选择坯料时应使加厚处有必要的变形量； 加厚部分出现大晶粒； 2、变形大时要多次模锻，逐步成形； 2、飞边区附近和筋根部变形量太大； 3、抛光模腔表面，预热好模具，加强润滑。 3、表层变形程度太小。

二、铜合金锻件的缺陷

表17-4为铜合金锻件的主要缺陷、形成原因和防止方法。

表17-4 铜合金锻件的主要缺陷、形成原因及防止方法 缺陷名称 形成原因 HPb59-1等（???）两相黄铜的加热温度超过了?????转变温防止方法 加热温度控制在?????转变温度以下 “桔皮”表面