拔长

使横截面积减小长度增长的锻造工序

拔长是指凡是使横截面积减小，长度增长的锻造工序。拔长是决定大锻件质量的主要锻造工艺。大锻件锻造的目的主要是打碎碳化物、锻合先天性疏松、孔洞型冶金缺陷，同时不萌生新的裂纹源，以获得均质致密的锻件。由于钢锭内部不可避免地具有不同程度的内部疏松、孔洞与夹杂物，因此采用何种有效的工艺去锻合内部这些缺陷，如何创造有利的力学条件，使之在锻造过程中不出现新裂纹或夹杂性裂纹，一直是锻造工作者关心与研究的问题。

简介

拔长是决定大锻件质量的主要锻造工艺。大锻件锻造的目的主要是打碎碳化物、锻合先天性疏松、孔洞型冶金缺陷，同时不萌生新的裂纹源，以获得均质致密的锻件。由于钢锭内部不可避免地具有不同程度的内部疏松、孔洞与夹杂物，因此采用何种有效的工艺去锻合内部这些缺陷，如何创造有利的力学条件，使之在锻造过程中不出现新裂纹或夹杂性裂纹，一直是锻造工作者关心与研究的问题。

自20世纪50年代以来，各国的锻造工作者开展了大量探索研究，在平砧拔长研究的基础上，先后提出了一系列新拔长方法，这些方法的共同点是采用宽砧、大压下量来消除心部轴向拉应力和锻合内部缺陷，为此，进行了一系列模拟实验，研究各种拔长方法的砧宽比、变形特点、锻造效果及孔洞锻合机理#但由于各研究者得到了不同的不产生轴向拉应力的临界砧宽比，对宽砧、大压下量锻造，没有从系统观点来认识拔长，当拔长翻转90°以后，如何控制砧宽比等问题，直到近10年，随着科学技术的进步和人们认识的提高，提出了拔长新理论及新工艺，统一了临界砧宽比，使拔长的研究上升到一个新的高度。综观大锻件拔长工艺的研究过程，反映了人们认识规律的逐步升华过程。

拔长分类

拔长分类：拔长有平砧和型砧或摔子拔长之分。对于塑性较高的合金，如TA0、TA1、TA2、TA3、TC1、Zr-2等可采用平砧拔长，对于塑性较低的合金，如：TA6、TA7、TC4及钨、钼等应采用型砧或摔子拔长，后一种拔长法比前一种拔长法有利于塑性变形。

拔长时，胚料并不是在全长上同时变形，只有在砧铁间受到砧铁压力的一段上才产生变形。而变形区的两端是不受压力的，是不产生变形的非变形区。拔长的变形区可以看成是矩形截面胚料的镦粗，同样呈现出难变形区、易变形区和自由变形区。因此，可以参考镦粗变形区来分析抜长在变形区内的变形，不过还要考虑到两端的非变形区对变形区的牵制作用。

平砧拔长的研究

平砧拔长是最早采用的拔长方法，由于工具简单适应性强一直广泛采用。在小锻件锻造时代，主要考虑拔长效率，而对拔长质量未作过高要求。随着大锻件的出现，钢锭内部的疏松、空洞、微裂纹缺陷增多，对锻造提出了更高的要求，从此开始研究平砧拔长。

70年代，日本河合正吉等在塑料泥中埋入传感器，测试了不同砧宽比下平砧拔长内部应力分布。

拔长方法

在研究平砧拔长的同时，人们逐步认识到应力应变状态对锻合大锻件内部缺陷的重要性。因此各国的锻压工作者一直在寻求通过改变边界条件以获得最佳的锻合条件。从上下平砧拔长发展为上平砧、下V型砧拔长，后来通过改变拔长砧形和工艺条件。又发展了FM锻造法、WHF锻造法、KD锻造法、SUF锻造法、TER锻造法、JTS锻造法、FML锻造法和AVD锻造法，这些方法都已成功应用于大锻件生产。其中，最具代表性的是JTS法、FM法和WHF锻造法。

60年代初期，日本学者Tefeno和Shikanno发明了表面降温的JTS法。在我国常称为硬壳锻造法或中心压实法。该法自提出以来，先后在美、苏、西德、捷克等国家得到了应用，取得了良好的效果。

70年代日本学者河合正吉等根据滑移线理论的解析结果。提出拔长时采用上平砧下平台的FM法，即免除曼内斯曼效应的锻造法。通过实验研究，FM法的砧宽比≥0.4-0.5，轴向不产生拉应力，这与上、下平砧拔长轴向不产生拉应力的砧宽比≥0.8-0.9相比。要小一倍以上，所需锻压力，前者只为后者的2/3，FM法省力。使现有设备和工具拔长大钢锭成为可能，是大型模块锻造的重要方法。

拔长工艺研究展望

锻造工作者经过长期的探索研究，取得了显著的成就，为提高大型锻件质量作出了巨大贡献，随着大型锻件尺寸的增大，对锻件质量的要求更高，锻造工艺为了适应这一要求，必须对下列问题开展研究。

1.锻比的重新认识。长期以来用锻比来衡量钢锭的压实程度，为了提高质量，常采用大锻比锻造，即增加镦粗次数，但随着钢锭的日趋大型化，大钢锭镦粗逐渐受到水压机能力的限制，而且大锻比锻造必然增加锻造火次。因此应重新认识锻比，锻比是拔长前后长度之比，是一个宏观的评价指标，不足以评价内部质量，而应该建立一套微观的评价指标、如静水压力、当量等效应变，以此为出发点，重点研究不需镦粗而直接拔长或减少镦粗次数的小锻比锻造。

2.锻造方法与技术路线的综合评判。不同的锻造方法的锻造效果、能源能耗、生产效率、劳动强度、技术要求各不相同，分别适用于不同的场合，如JTS法中心压实效果好、但劳动条件差、技术要求高，一般仅用于大型轴类锻件的压实，因此在制订具体锻件的变形工艺时，采用何种方法与技术路线应综合考虑。

3.微观模拟与控制锻造。锻造是在高温、大变形力作用下伴随着动态回复再结晶，静态回复再结晶等微观组织变化的热力过程。在宏观模拟的基础上，应大力开展微观模拟、热力模拟研究、掌握微观组织的演变规律和热力学参数对锻件内部质量的影响规律，以实现控制锻造和质量预报。

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