韌性高，纖維組織合理、性能變化小是卸扣索具進(jìn)行鍛造加工的主要原因，鍛造后的卸扣具有最佳的綜合力學(xué)性能，內(nèi)部質(zhì)量幾乎不會被任何一種金屬加工工藝超過。本文根據(jù)自己長期金屬鍛造工藝經(jīng)驗，對卸扣索具質(zhì)量與檢測及卸扣鍛造工藝流程等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
    索具指為了實現(xiàn)物體挪移系結(jié)在起重機(jī)械與被起重物體之間的金屬受力工具，以及為了穩(wěn)固空間結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件。廣泛應(yīng)用于港口、電力、建筑、冶金化工、工程機(jī)械、大件運輸、管道輔設(shè)、等重要行業(yè)，其主要有鋼絲繩吊索、鏈條吊索、卸扣、吊鉤類、磁性吊具等類別。
    卸扣因體積小承載重量大而成為起重作業(yè)中用得最廣泛的連接工具，一般用于索具末端配件，在吊裝作業(yè)中直接與被吊物間起連接。當(dāng)索具與橫梁配合使用時，卸扣可用于索具頂端代替吊環(huán)與橫梁下部的耳板連接，便于安裝和拆卸。目前，國內(nèi)索具產(chǎn)生技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很不完善，給我國的吊裝安全帶來很大的隱患。因此，加強(qiáng)卸扣索具鍛造工藝的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
    金屬鍛造工藝
金屬鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。因此，一般在機(jī)械中負(fù)載高、受力大、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，多采用鍛件。
不同的鍛造方法有不同的流程，鍛造中熱模鍛工藝流程最常見，順序為：鍛坯下料；鍛坯加熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；矯正；中間檢驗；鍛件熱處理；清理；矯正；檢驗和無損探傷。
    卸扣質(zhì)量與檢測
    2.1.卸扣質(zhì)量要求
    ①卸扣應(yīng)光滑平整，不允許有裂紋、銳邊、過燒等缺陷。
    ②嚴(yán)禁使用鑄鐵或鑄鋼的卸扣?？垠w可選用鎮(zhèn)靜鋼鍛造，軸銷可棒料鍛后機(jī)加工。
    ③不應(yīng)在卸扣上鉆孔或焊接修補?？垠w和軸銷永久變形后，不得進(jìn)行修復(fù)。
    ④使用時，應(yīng)檢查扣體和插銷，不得嚴(yán)重磨損、變形和疲勞裂紋。
    ⑤使用時，橫向間距不得受拉力，軸銷必須插好保險銷。
?、掭S銷正確裝配后，扣體內(nèi)寬不得明顯減少，螺紋連接良好。
　⑦卸扣的使用不得超過規(guī)定的安全負(fù)荷。
    2.2.卸扣質(zhì)量檢驗
    ①光滑平整，不得有裂紋、銳邊和過燒等缺陷，對可疑區(qū)域可用放大鏡等手段進(jìn)行復(fù)查。
    ②卸扣以二倍安全負(fù)荷作為試驗載荷進(jìn)行試驗。軸銷不得有永久變形，且在擰松后可自由轉(zhuǎn)動。扣體長度尺寸的增量不得超過O.25%或O.5mm。
    ③卸扣可進(jìn)行抽樣可靠性試驗。載荷為二倍試驗載荷。卸扣不得出現(xiàn)斷裂或使卸扣喪失承載能力的變形。
    ④現(xiàn)用卸扣的安全負(fù)荷均以M(4)級核準(zhǔn)。
    ⑤在扣體上應(yīng)標(biāo)上強(qiáng)度級、安全負(fù)荷等標(biāo)記。
　2.3.卸扣報廢標(biāo)準(zhǔn)
    ①有明顯永久變形或軸銷不能轉(zhuǎn)動自如。
    ②扣體和軸銷任何一處截面磨損量達(dá)原尺寸的10%以上。
    ③卸扣任何一處出現(xiàn)裂紋。
    ④卸扣不能閉鎖。
    ⑤卸扣試驗后不合格。
    卸扣鍛造工藝
    3.1.卸扣分析及工藝方案
    3.1.1.卸扣材料、尺寸
    卸扣質(zhì)量為2.7kg，鍛件材料為45號鋼。
    3.1.2.工藝方案
    ①鍛造方式：錘上模鍛；
    ②設(shè)備類型：模鍛錘；
    ③模鍛形式：開式模鍛；
    ④變形工步：下料—加熱—拔長—滾擠—預(yù)鍛—終鍛。
    3.2.加工余量公差與與主要參數(shù)
    3.2.1.加工余量公差
    鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)：S=w鍛/w外廓包容，經(jīng)計算S為3級復(fù)雜系數(shù)S₃。
    高度公差為+1.4mm～-0.6mm；長度公差為+1.9mm～-0.9mm；寬度公差為+1.5mm～-0.7mm。
    零件需磨削加工，加工精度為F₂，查得高度及水平尺寸的單邊余量約為1.7～2.2mm，取2mm。
    3.2.2.主要參數(shù)
    ①鍛件在平面上的投影面積為93002mm；
    ②鍛件周邊長度為730mm；
    ③鍛件的體積為3440003mm；
    ④鍛件的質(zhì)量為2.7kg。

    3.3.確定終鍛型槽
    3.3.1.型槽排布
    模鍛一種鍛件，往往要采用多個工步來完成。因此鍛模分模面上的型槽布置要根據(jù)型槽數(shù)、各型槽的作用以及操作方便來確定，原則上應(yīng)使型槽中心與理論上的打擊中心重合，以使錘擊力與鍛件的反作用力處于同一垂直線上從而減少錘桿承受的偏心力距，有利于延長錘桿壽命，使鍛件精度增高。
    3.3.2.兩個制坯型槽分布
    這時應(yīng)將第一道制坯工步安排在吹風(fēng)管的對面，以避免氧化皮落到終鍛型槽里。布排型槽應(yīng)以終鍛型槽為中心，左右對稱布排，并盡可能使型槽中心與打擊中心重合。
    3.3.3.終鍛型槽是按照熱鍛件圖加工和檢驗的，卸扣材料為45鋼，考慮收縮率為1.5%。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)，考慮到鍛模使用后承擊面下陷，型槽深度減小及精壓時變形不均，橫向尺寸增大等因素，修改了幾處尺寸：如軸孔處高度是31mm，修改后的尺寸是31.5mm。
    3.4.制坯工步
    計算毛坯為兩頭一桿，應(yīng)簡化成兩個簡單的一頭一桿計算毛坯來選擇制坯工步。根據(jù)計算，鍛件應(yīng)采用拔長、滾擠制坯工步。為易于充滿型槽，選圓形坯料，先拔長，再開式滾擠。
模鍛工藝方案為：拔長—開式滾擠—預(yù)鍛—終鍛。
    3.5.鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.5.1.鍛模緊固方法
錘上鍛模緊固在下模座和錘頭上，采用楔鐵和定位鍵配合燕尾緊固的方法。
    3.5.2.模膛的布排因為此鍛模不需預(yù)鍛模膛，且零件為中心對稱，故終鍛模膛中心位置應(yīng)在鍛模中心處。
    3.5.3.鎖扣的設(shè)計
    H=25mm，b=35mm，δ=0.3mm，α=5°，R1=13mm，R2=25mm。
    3.5.4.確定模膛壁厚
    S1=1.2×62.5=75mm，S2=1.7×22.5=38.25mm，S3=2×15=30mm。
    3.5.5.模塊尺寸的確定
    由噸位設(shè)備1.5t，查得鍛模允許的最小承擊面積4002mm，綜合考慮模膛布排、飛邊槽、鎖扣及鐓粗臺設(shè)計要求等方面的因素，可取模塊尺寸L=550mm，B=420mm。此時的承擊面積為：222550420110150145150148756Amm，滿足要求。
    3.5.6.模塊高度
    上模塊高度：H=180mm下模塊高度：H=180mm模塊最小閉合高度：H=360mm
    3.5.7.檢驗角b=5mmh=50mm燕尾b=200mmh=50.5mm鍵槽b1=50mml=60mm起重孔d×s=30×60mm
    3.6.鍛前加熱、鍛后冷卻及熱處理要求的確定
    3.6.1.加熱方式及鍛造溫度范圍
    在鍛造生產(chǎn)中，金屬坯料鍛前加熱的目的：提高金屬塑性，降低變形抗力，即增加金屬的可塑性，從而使金屬易于流動成型，并使鍛件獲得良好的組織和力學(xué)性能。金屬坯料的加熱方法，按所采用的加熱源不同，可分為燃料加熱和電加熱兩大類。根據(jù)鍛件的形狀，材質(zhì)和體積，采用半連續(xù)爐加熱。
    金屬的鍛造溫度范圍是指開始鍛造溫度和金屬鍛造溫度之間的一段溫度區(qū)間。確定鍛造溫度的原則是，應(yīng)能保證金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)具有較高的塑性和較小的變形抗力。并能使制出的鍛件獲得所希望的組織和性能。查有關(guān)資料確定鍛件的始段鍛溫度為1200℃，終鍛溫度為750℃。
    3.6.2.加熱時間
    加熱時間是坯料裝爐后從開始加熱到出爐所需的時間，包括加熱個階段的升溫時間和保溫時間。
    3.6.3.確定冷卻方式及規(guī)范
    根據(jù)本鍛件的形狀體積大小及鍛造溫度的影響，選擇在空氣中冷卻。
    3.6.4.確定鍛后熱處理方式及要求
    鍛件在機(jī)加工前后均進(jìn)行熱處理，根據(jù)鍛件的含碳量及鍛件的形狀大小，采用在連續(xù)熱處理爐中，調(diào)質(zhì)處理。可使鍛件獲得良好的綜合力性能。
    3.7.卸扣件的模鍛工藝流程
    3.7.1.切料：5000kN型剪機(jī)冷切。
    3.7.2.加熱：半連續(xù)式爐，1220-1240。
    3.7.3.模鍛：1.5t模鍛錘，坺長、開滾、預(yù)鍛、終鍛，每班約生產(chǎn)1100件。
    3.7.4.熱切邊：1600kN切邊壓機(jī)。
    3.7.5.彎曲：折彎機(jī)彎曲。
    3.7.6.沖孔：沖床沖孔。
    3.7.7.磨毛邊：砂輪機(jī)。
    3.7.8.熱處理：連續(xù)熱處理爐，調(diào)質(zhì)。
    3.7.9.酸洗：酸洗槽。
    3.7.10.冷校正：1t夾板錘。
    3.7.11.冷精壓：10000kN精壓機(jī)。
    3.7.12.檢驗。

    鍛造技術(shù)成為機(jī)械加工不可缺少的方法，卸扣索具通過鍛造工藝消除了金屬疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，保存了完整的金屬流線，提高了機(jī)械性能和物理性能，節(jié)省了成本，保證了質(zhì)量。
 

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