85cr18mo2v进气门电镦和模锻成形工艺研究

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3、．＾一：二〇五年五产月Ｓ畔巧蟲這早託爲＾。＇．：．．嫌愁凝纖議—巻篇参於藻Ｂｆ細蕊85Cr18Mo2V进气门电镦和模锻成形工艺研究摘要：进气门是柴油机交换气体与密封燃烧室的重要零部件，其电镦加模锻的成形工艺非常复杂，电镦过程涉及的参数多，各个参数之间相互制约、相互影响，控制不当，容易引起晶粒粗大、过热、过烧、头部折叠、歪斜、开裂等质量问题，这对后续的模锻成形及气门的使用性能都会产生严重的影响。本文采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，对85Cr18Mo2V进气门的成形工艺进行研究。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪对85Cr18Mo2V进气门电镦头部开裂件进行金

4、相组织、微观形貌和能谱分析。结果发现，电镦后坯料端部的晶粒组织粗大不均匀，晶界有熔化、过烧现象，裂纹从坯料表面沿着晶界向内部扩展，发生了严重的沿晶腐蚀。能谱分析发现材料晶界上存在大量含Ca和Al的夹杂物，有明显的杂质元素偏聚现象。利用有限元模拟软件Deform对进气门的电镦成形过程进行数值模拟。通过模拟进气门在不同的镦粗速度、加热温度等工艺参数下电镦过程中等效应力、等效应变和金属流动的变化规律，获得优化的电镦工艺参数为：镦粗缸速度V1=18mm/s，砧子速度V2=2mm/s，初始间距a=20mm，加热温度T=1100℃。采用优化的电镦工艺参数，获得了成形良好的电镦坯料，在此基础上模拟了不同

5、模锻温度、上模速度等工艺参数对气门模锻成形的影响。结果显示在模锻温度为1150℃，上模速度为50mm/s，砧子和模I具的温度为350℃，摩擦系数为0.2时，气门充型效果最好。为了验证数值模拟的结果，本文采用优化的工艺参数，对85Cr18Mo2V棒料进行电镦和模锻成形，并对工件进行了解剖试验，结果显示，获得的进气门外形尺寸符合图纸要求，表面无裂纹、折叠、过烧等缺陷，内部组织均匀，无微观裂纹，与模拟的结果是一致的。本文得到的结论对优化进气门工艺参数，提高进气门制造质量具有指导性意义。关键词：电热镦粗；数值模拟；成形缺陷；工艺优化IITheresearchofelectricupsettingf

6、orminganddieforgingprocessonintakevalveof85Cr18Mo2VWangYuanni(MechanicalEngineering)DirectedbyFanXiangfangAbstract:Theintakevalveisusedtoexchangegasandsealthecombustionchamberfordieselengine.Theelectricupsettingforminganddieforgingprocessofdieselengineintakevalveisverycomplex.Manyprocessparameters

7、whichmaybeeffectedandinteractedwitheachotherareinvolvedintheprocess.Inthecourseofelectricupsetting,manydefectsofworkpiececaneasilybeappeared,suchascoarsegrain,over-heatingandover-burnt,headfold,headskew,cracketc.