FM锻造法解决大型模块锻透问题的探索与实践
金属铸锻焊技术Casting ·Forging ·Welding 2012年03月
Hot Working Technology 2012,Vol.41,No.05
随着模具加工技术的发展，对模具的尺寸要求也越来越大[1]，如汽车、家电等行业普遍要求模具的厚度在600mm 、宽度在1300mm 以上，从而对模具毛坯的锻造提出了更高的要求。一方面，钢锭质量增加，大型钢锭内部质量随着锭型的增大而下降；另一方面，锻机的能力及锻造技术也需不断改进。本文以常用的718H 模具钢为例，在35MN 锻机上，试验开发了FM 锻造工艺方法，成功解决了大型模具毛坯的锻造质量问题，对生产实践具有一定的借鉴作用。
1试验用料
718H 钢(3CrNiMo)为真空熔炼之铬-镍-钼合
金钢，广泛用于大型长寿命塑胶注塑模，如电脑外壳等家电制品模具，在生产中用量较大[2]。本次试验的
718H 钢采用LF-VD 冶炼、浇注30t 多菱型钢锭，在35MN 快锻机上锻造成800mm ×1300mm 的模块。
其化学成分如表1所示。
2FM 锻造法及试验工艺过程
FM 法，即无曼内斯曼效应的锻造法，其变形实
质是利用上平砧、下平台的非对称变形，下平台对锻件的摩擦阻力较大，变形由上到下逐步进行，使拉应力移到了变形体与下平台接触面附近，增加了锻件心部压应力[3]。FM 锻造法，一般要求上砧宽W =δH ，
δ一般取值0.4～0.6，在条件允许的情况下，取上限。FM 锻造法示意图如图1所示。
FM 锻造法解决大型模块锻透问题的探索与实践
郭淑娟1，杨清凯2
（1.辽宁石油化工大学职业技术学院，辽宁抚顺113001；2.抚顺特殊钢股份有限公司锻造厂，辽宁抚顺113001）摘
要：在35MN 快锻机上，通过采用FM 锻造工艺方法，成功生产出718H 钢的800mm ×1300mm 大尺寸模块。
结果表明，FM 锻造法工艺合理可行；毛坯超声波探伤95%以上达到了GB/T4162-B 级要求，很好地解决了大尺寸模具钢中心疏松问题。
关键词：FM 锻造法；大型模块；锻透；实践中图分类号：TG316.2
文献标识码：A
文章编号：1001-3814(2012)05-0124-02
Exploration and Practice on Large Module Forging Penetration Problem with
FM Forging Method
GUO Shujuan 1,YANG Qingkai 2
(1.Liaoning University of Petroleum &Chemical Technology,College of Professional Technology,Fushun 113001,China;2.Fushun Special Steel Company Limited,Forging Factory,Fushun 113001,China)
Abstract ：The 800mm ×1300mm module of 718H steel was made successful with the 3500t quick forging machine,using FM forging process method.The results show that the forging process is reasonable and feasible;the ultrasonic of blanks more than 95%meet GB /T4162-B level requirements.The center porosity problem of large size mold steel was solved well.
Key words ：FM (free from Mannesmann effect)forging method;large module;forging permeability;practice
收稿日期：2011-09-02
作者简介：郭淑娟(1972-)，女，辽宁开原人，讲师/工程师，硕士，主
要从事金属材料研究、材料成型教学、科研工作；电话：0413-*******；E-mail:gsj1205@https://www.sodocs.net/doc/037457678.html,
C Si Mn Cr Mo Ni 0.33
0.3
1.4
2.0
0.2
0.9
表1718H 钢化学成分(质量分数，%)
Tab.1Chemical composition of 718H steel (wt %)
图1FM 锻造法示意图
Fig.1FM forging method diagram
H
水平对称子午面
垂直对称子午面
W
124
金属铸锻焊技术
Casting ·Forging ·Welding 上半月出版
《热加工工艺》2012年第41卷第05期
本次试验锻造的718H 钢具体工艺如下：首先对钢锭进行加热，保证均匀透烧；锻制钳口后进行第
1次镦粗，镦粗高度1/2，回炉再烧2h ；为了保证成
品的棱角，拔长至矩形中间坯1100mm ×1250mm ，回炉再烧4h ；出炉进行第2次镦粗，镦粗高度1/2，回炉再烧4h ，出炉进行拔长锻造；经第2次镦粗后钢锭规格为1500mm ×1800mm ，采用上下600mm 宽平砧进行拔长，每道次压下量200mm ，翻转90°进行锻造，拔长至规格1200mm ×1400mm ；更换工具，采用上600mm 宽平砧，下面采用宽平台进行
FM 锻造，此过程是解决锻透的关键环节，必须保证
相应的进给量、压下量。本次试验砧宽等于坯料高度的0.5倍，进给要求满砧进给，单次压下量达到坯料高度的10%以上，在锻机能力大的情况下，尽量增大单次压下量。在实际锻造过程中，采用FM 法锻造2道次，第1道次压下量150mm ，翻转180°，第2道次压下量120mm ，然后进行最后的精整锻造，保证锻后坯料尺寸、外形合格。锻造时应制定合适的热加工制度，尤其回炉加热时控制好升温速度和保温时间，以保证均匀透烧且不形成粗大组织[4]。具体锻件工艺同车间相应规程，锻制生产过程示意图如图
2所示。
3试验结果
3.1无损检测
试验毛坯料经退火处理(制度为：加热到700℃，均热后在炉中以15℃/h 的速度冷却至600℃，然后空冷)后，进行超声波探伤。经检验，毛坯中心300mm 宽疏松带完全消失，完全消除了前期出现的中心疏松问题，整个毛坯探伤95%以上满足GB/T4162-B 级，其成品锻件实物如图3所示。
3.2低倍组织结果
检测普通锻造法下的718H 钢低倍试片，其中心疏松达3.0级，具体如图4(a)所示；而采用FM 锻造法生产的大尺寸模具钢，其一般疏松1.5级，中心疏松0级，很好地解决了大尺寸模具钢中心疏松问题，如图4(b)所示。
4结论
(1)本试验制定的FM 锻造法工艺合理可行，采
用FM 锻造法，能有效地解决大型钢锭的锻透性问题，保证大型锻件满足超声探伤的要求。
(2)当上砧宽W =0.4～0.6H(坯料高度)，单次压
下量达到坯料高度的10%以上的情况下，采用FM 锻造法，可有效地解决一般疏松、中心疏松问题，提高大型锻件的合格率。参考文献：
[1]徐进，姜先佘田，陈再枝，等．模具钢[M]．北京：冶金工业出版社，1998.179-181.
[2]冯晓曾，王家瑛，何世禹．提高模具寿命指南[M]．北京：机械工业出版社，1994.2-5.
[3]张华，石明，王建．新FM 锻造法在大型轴类锻件生产中的应用[J]．大型铸锻件，2007，119(5)：89-92.
[4]
郭淑娟，杨清凯，张秀丽，等．新型耐蠕变马氏体热强钢的试制工艺研究[J]．热加工工艺，2010，39（10）：83-86.
图3718H 成品锻坯实物
Fig.3718H finished forging blanks
图235MN 快锻机生产过程
Fig.23500t fast forging machine production process
图4718H 钢普通锻造法和FM 锻造法下的低倍组织×100
Fig.4Common forging method macrostructure of
718H steel ×100
(a)普通锻造法
(b)FM
锻造法
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
×××××
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
×××××
欢迎赐稿欢迎订阅欢迎刊登广告
125