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薄壁鋁合金高壓封頭旋壓加工與壓力容器工藝性分析其一、薄壁鋁合金小口徑高壓封頭旋壓加工
對(duì)于大直徑的薄壁鋁合金小口徑高壓封頭來(lái)說(shuō)，在其旋壓成形的過(guò)程中，主要需要解決以下難題。
(1)成形性。旋壓屬于大應(yīng)變、非線(xiàn)性變形問(wèn)題，成形過(guò)程復(fù)雜，容易出現(xiàn)失穩(wěn)起皺問(wèn)題。對(duì)于毛坯厚度2mm及以下的薄壁鋁合金小口徑高壓封頭來(lái)說(shuō)，由于整體剛度的降低，容易發(fā)生失穩(wěn)起皺缺陷，其成形性難以控制。需要針對(duì)特征零件制定合理的旋壓工藝，確保小口徑高壓封頭成形過(guò)程中，材料流變均勻，避免缺陷的存在，以滿(mǎn)足小口徑高壓封頭零件的成形性要求。
(2)成形精度。旋壓加工中的兩個(gè)主要精度問(wèn)題是壁厚均勻性和形狀精度。實(shí)際加工中，由于旋壓壁厚減薄率過(guò)大，后續(xù)需要采用機(jī)加工來(lái)得到整體厚度均勻的構(gòu)件，另外，由于回彈以及變形不均勻不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，成形過(guò)后構(gòu)件的形狀精度很難滿(mǎn)足加工要求，因此需要選取合適的工藝參數(shù)，提高成形構(gòu)件的壁厚均勻性，同時(shí)也要提高形狀精度。
其二、壓力容器大型高壓封頭工藝性分析
壓力容器大型高壓封頭鍛件近似球形結(jié)構(gòu)，厚度小且鍛造工序復(fù)雜，內(nèi)部質(zhì)量控制和拉深成形工藝設(shè)計(jì)難度較大。因此提出“全斷面墩粗+十字進(jìn)砧壓實(shí)+旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧壓實(shí)”主變形工藝方案進(jìn)行模擬分析。
由于合金高壓封頭鍛件壁厚較薄(145mm)，在鋼錠冶煉過(guò)程中不可避免地會(huì)存在夾雜物，鍛造工藝設(shè)計(jì)不合理時(shí)很易形成中心片狀?yuàn)A雜物形貌。
目前，提高餅類(lèi)鍛件鍛透壓實(shí)性、改變夾雜物形貌和大小的主要方式是墩粗變形，常用工藝方案包括旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧法、梅花布砧法和排砧法，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，旋轉(zhuǎn)進(jìn)砧法是口前運(yùn)用較多較成熟的成形方式，但對(duì)于厚度較小的大型高壓封頭鍛件，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)趟數(shù)過(guò)多、鍛造效率較低、火次偏多，不利于車(chē)間生產(chǎn)安排。
2較優(yōu)制坯尺寸與拉深成形工藝參數(shù)匹配設(shè)計(jì)在拉深成形過(guò)程中，坯料發(fā)生劇烈變形，成形過(guò)程存在不均勻性變形，各部減薄量也存在差異，在拉深力作用下，邊緣(成形后上部坯料)受切向壓應(yīng)力而被壓縮增厚，其余部位受逐漸增大的拉深應(yīng)力而產(chǎn)生不同程度的減薄現(xiàn)象。
控制拉深成形各部減薄的關(guān)鍵在于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括模具間隙和凹模圓角設(shè)計(jì)，其是制約制坯的較重要影響因素，且如果制坯尺寸和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不匹配極易導(dǎo)致拉深成形后尺寸超差，另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，拉深成形時(shí)毛坯各部位減薄量綜合影響因素很多，模具的潤(rùn)滑狀況、材料強(qiáng)度和成形溫度也是影響減薄量不可忽視的因素。
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