DR銅角閥的熱鍛造工藝及其參數(shù)的選擇

DR銅角閥本體熱模鍛工藝及其參數(shù)的選擇解建會吉事多衛(wèi)浴有限公司五金事業(yè)部，廣東江門，529075摘要：從所周知，C37700黃銅的鍛造性能優(yōu)良，故稱鍛造黃銅°C37700所以具有優(yōu)良的鍛造性能，源于其組織是（a+8）雙相，且其中有約40%的8相，而8相在高溫下具有良好的塑性，改善了其熱加工性能。而DR銅（銅含量在62.5%?63.5%間），雖然也為雙相黃銅，但因其組織中的8相含量較少，一般不超過10%，而a相較多，因而總體上，其高溫塑性較差，鍛造性能欠佳。但因其具有良好的抗脫鋅性能，仍有客商要求用DR銅生產(chǎn)衛(wèi)浴系統(tǒng)中常用的銅角閥本體，我們經(jīng)過對熱模鍛工藝及其參數(shù)的選擇與調(diào)整，順利完成生產(chǎn)任務(wù)，也滿足了客商的品質(zhì)要求。關(guān)鍵詞：熱模鍛；熱模鍛工藝參數(shù)；DR銅；角閥本體；Hot-PressureforgingtechnologyandparameterofAnglevalvebodyofDRbrassXiejianhuiBrassMfg.，Giessdorfplumbinginc,JiangMeiifGuangDong,529075Abstract:C37700Forgingbrasshasgoodforgingabilitybecauseithasdoublephasestructure.Inthis（a+8）doublephasestructure,8phaseismorethan40%.because8phasehasgoodplasticabilityinhightemperature,soC37700hasgoodpressureforgingability.AlthoughDRbrasshasdoublephasestructure,8phaseislessthan10%,soithasn'tenoughplasticabilityforpressureforging.butDRbrasshasgooddezincificationresistance,soafewbuyerstillhopeusingDRbrasstomakeforginganglevalvebody.westudythissituationandthroughselectingthesuitableparameterofforgingmeetthisrequirement.Keywords:pressureforging;parameterofpressureforging;DRbrass;anglevalve;圖1-1、角閥零件圖Fig1-1.partofanglevalve角閥在家用衛(wèi)浴系統(tǒng)中經(jīng)常使用，一般多用各種黃銅鑄造或鍛造。除了要求材質(zhì)抗腐蝕性能較好外，也要求必要的機(jī)械性能與組織致密性。業(yè)界多選用C37700鍛造黃銅進(jìn)行鍛造或選用ZHPb59-1鑄造黃銅進(jìn)行重力鑄造?？蜕桃駾R銅較C37700和ZHPb59-1具有更優(yōu)良的抗脫鋅性能，提出用DR銅進(jìn)行角閥本體的鍛造，同時要求達(dá)到C37700圖1-1、角閥零件圖Fig1-1.partofanglevalve一、角閥零件圖及其鍛造模具設(shè)計1、零件圖及其鍛造工藝性分析圖1-1為角閥零件圖。根據(jù)其三通的結(jié)構(gòu)特點，可以沿主軸線垂直分模，又因三個孔直徑在13~15MM，深度在11~30MM，徑深比在1.1~0.5間，故可鍛出各孔，因而可將三個孔作成盲孔，采用三方向抽芯結(jié)構(gòu)。鍛件外牙部分與內(nèi)牙主體部分垂直相貫處的過渡圓角大小適合，且外牙部分與主體部分的空間只夠一定的飛邊溢出，為避免“假結(jié)合”現(xiàn)象，可以采用封閉式鍛模生產(chǎn)，減少飛邊的溢出。鍛造工步，可選擇一次加熱，一次鍛造成型，即一次精鍛成型。

2、鍛造工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)圖根據(jù)前面的分析，選擇鍛造工藝方案為：垂直分模，三向抽芯的封閉模鍛造工藝方案。角閥的鍛造模具結(jié)構(gòu)圖，如圖1-2所示。在圖1-2中各代號表示：1、模座；2、鍛模型腔；3、左抽芯；4、下抽芯壓板；5、下抽芯套；6、下抽芯墊板1；7、下抽芯墊板；8、下抽芯；9、側(cè)抽芯；10、上抽芯；11、上模套；12、上模鎖緊螺圖1-2、角閥模具結(jié)構(gòu)圖/Fig.1-2.Forgingmolddrawingofanglevalvebody鍛造模具設(shè)計的工藝參數(shù)：、內(nèi)孔端面加工余量：0.75mm;(2)、內(nèi)孔側(cè)面加工余量：1.75mm;(3)、三個抽芯的撥模斜度：5°~10°；(4)、收縮率：8%。；(5)、未注R角為3mm。二、鍛造成型的工藝參數(shù)選擇1、鍛造比與鍛造胚料規(guī)格、據(jù)體積不變定律，考慮鍛造比、徑深比的因素，選用胚料規(guī)格為：直徑9*78長；、鍛造比：78/(56+0.75*2)=1.35；鍛造變形量：(78-56-0.75-0.75)/78=26.2%。2、鍛造溫度選擇(1)、始鍛溫度因DR銅含銅量在62.5%?63.5%間［1］，含鋅量約在33.5%?345%。因此可參考H62或HPb64-2，在圖2-1-1、圖2-1-2、圖2-3中查找其鍛造溫度。由圖2-3可見，DR銅在800°C以上時，發(fā)生(a+8)——B相的轉(zhuǎn)變，高溫組織全部為B相，具有良好的塑性，因而其始鍛溫度宜選在800C以上，但溫度過高時，晶粒粗大，故合適的始鍛溫度設(shè)定在825C較好。而一般的C37700鍛造黃銅的始鍛溫度不超過800C。

inoson響9onSR就四度io-Q圖2-1-1、變形程度與鍛造溫度的關(guān)系圖2-1-2、延伸率與鍛造溫度的關(guān)系Fig.2.1.2CurvesofextendlevelvsforgingtemperatureFig.2.1.1Curvesofcompressinglevelvsinoson響9onSR就四度io-Q圖2-1-1、變形程度與鍛造溫度的關(guān)系圖2-1-2、延伸率與鍛造溫度的關(guān)系Fig.2.1.2Curvesofextendlevelvsforgingtemperature(2)、終鍛溫度從圖2-1-2可見，HPb64-2在700°C時，塑性最高，達(dá)25%左右，600C或750C時，延伸率約均為20%左右。因此DR銅的終鍛溫度可較低些，但由于銅的散熱較快，降溫較快，實際上，將終鍛溫度設(shè)定在700C較合適。而C37700鍛造黃銅的終鍛溫度一般在650Co圖2-3、銅-鋅二元合金相圖Fig.PhasediagramofCopper-zincalloy來進(jìn)行加熱。其轉(zhuǎn)帶設(shè)定為同時從圖2-1-1可見，在700C?825C的鍛造溫度區(qū)間，H62的形程度可達(dá)80%圖2-3、銅-鋅二元合金相圖Fig.PhasediagramofCopper-zincalloy來進(jìn)行加熱。其轉(zhuǎn)帶設(shè)定為、連續(xù)加熱爐的轉(zhuǎn)速確定我們采用AHP-900網(wǎng)帶式煤氣連續(xù)加熱爐200~230RPM，網(wǎng)帶線速度為3.0~3.5mm/s。3、鍛造設(shè)備型號的選擇(1)、鍛壓機(jī)生產(chǎn)中選用160T熱模鍛壓機(jī)，安裝錐形抽芯模座，固定抽芯模，進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)；(2)、切邊壓力機(jī)，生產(chǎn)中選用25T機(jī)械沖床，進(jìn)行切邊并選用震動研磨機(jī)清理鍛件外觀。4、脫模劑濃度的選擇為了改善DR銅的鍛造性能，將脫模劑PANSTARP-20的濃度由脫模劑與水的比例為1：18改為1：16,較好的改善7DR銅的鍛造充型能力，消除了不飽滿、折迭等成型缺陷。5、模具溫度選擇及其控制由于錐形抽芯模座體積較大，吸熱較多；角閥本體本身及其鍛模體積均較小，再加之脫模劑濃度較大，故鍛模型腔散熱較快，所以鍛造過程中，模具溫度容易降低，影響成型質(zhì)量，易產(chǎn)生不飽滿現(xiàn)象，為改善這一狀況，除生產(chǎn)過程中保持連續(xù)作業(yè)，以鍛件熱量維持模具溫度外，在必有情況下，配備煤氣噴槍適時加熱鍛模型腔，如每小時，加熱一次，使模溫達(dá)到溫度上限，也是一個較好的方法，透過這些方法，可保持模具溫度在220~250°C間，鍛件成型性能大為改善。三、試產(chǎn)結(jié)果及其討論用以上鍛造模具及成型工藝參數(shù)，在選定的設(shè)備上，試生產(chǎn)DR銅角閥，結(jié)果鍛件外觀沒有出現(xiàn)不飽滿、折迭、假結(jié)合等缺陷；鍛件經(jīng)抗脫鋅性能檢測，脫鋅層深度小于100微米，其它加工尺寸等均符合客商要求，并與C37700材質(zhì)的相同鍛件沒有其它的性能差異。這說明，針對DR銅與C37700鍛造黃銅的成份與組織間的差異，合理選擇鍛造溫度，使合金在B相區(qū)成型，是DR銅鍛造的首要條件，但在該區(qū)時，B相晶粒容易粗大2］，為改善這一狀況，成型時，輔以較大的鍛造比，擠碎可能長大的晶粒，這樣，既可以有效防止B晶粒的粗大，同時也解決了DR銅較C37700鍛造成型困難的問題。四、結(jié)論1、選擇始鍛溫度825C，終鍛溫度700C，鍛造溫度區(qū)間125C，使鍛造成型在B相區(qū)進(jìn)行，是改善DR銅鍛造性能的重要基礎(chǔ)參數(shù)；2、將鍛造比選擇在1.35~1.40間，可以有效防止因始鍛溫度較高而可能產(chǎn)生的B相晶粒粗大現(xiàn)象；3、合適的鍛造溫度與鍛造比，配合脫模劑濃度、鍛模溫度、