.434 北京科技大学学报 第30卷 2.1单次轧制情况分析 成孔洞，同时通过对照表3和表4，可以发现二次楔 从表3中可以看出，工艺参数对单次楔的影响 轧制条件下比单次楔更容易形成中心孔腔 不显著，基本上没有一定的规律可循，这是在超大断 表3单次楔轧制后直径为20mm试件的最大孔洞大小 面收缩率的情况下出现的特殊情况，实验同时，还 Table 3 Maximal cavity size of the sample of 20mm in diameter after 对原坯料的内部疏松状况进行了分析，通过对五个 single cross wedge rolling 坯料的抽样检查，发现其中有四个坯料中也存在缺 月/( 最大孔洞大小/m 陷，平均孔洞大小为0.0522mm·故很难说在超大 a1=20° 41=30° 断面收缩率的情况下单次楔轧制的孔洞是楔横轧轧 115.00 83.75 制造成的，还是原始坯料中就有的，一般认为当单 9 83.33 98.75 次楔轧制断面收缩率较大的轴类零件时，不容易形 表4二次楔轧制超大断面收缩率试件的最大孔洞大小 Table 4 Maximal cavity size of the sample with limiting area reduction after twice cross wedge rolling 最大孔洞大小/凸m B/( B/( 41=20°，2=20 41=20°，a2=30° 41=30°，2=20° a1=30,2=30° 33.625 拉断 28.25 10.5 6 9 40.26 4.5 8.625 7.75 9 6 117.875 拉断 45.25 拉断 9 9 85.5 5.15 9.75 4.25 2.2拉断情况分析 2.3成形角对楔横轧二次楔轧制大断面收缩率试 本次轧制实验中，共有三组轧件都是在进行了 件的最大孔洞的影响 二次楔轧制后拉断.实验发现工艺参数对拉断有着 从表4可以发现，成形角的大小对楔横轧二次 重要影响：当一次楔成形角为20°和30°，都有可能 楔轧制大断面收缩率轴类的中心孔洞存在着重要影 出现拉断；而二次楔成形角都为30°，出现拉断，通 响，并且存在着一定的规律 过分析可以发现一次楔的大小对拉断的影响不大， 当二次楔成形角为20°时，随着一次楔成形角 而二次楔的成形角对其影响很大，一般是二次楔成 的增大，轧件的最大中心孔洞也随着减少，并且影响 形角越大，越容易出现拉断情况，这是由于成形角 比较显著，当二次楔成形角为30时，很容易出现拉 的增加，轴向流动的金属量增加，作用于接触面上的 断的情况：在没有出现拉断的情况下，一次楔成形角 正压力的轴向分力增加，所以当二次楔的成形角较 对中心孔洞大小影响不明显，这是由于断面收缩率 大时，易出现拉断 达到最大，一次楔轧制后中心孔洞基本上不大，而选 实验发现当一次楔和二次楔的展宽角较小时， 取二次楔成形角为30°时，也不容易形成孔洞，同时 很容易出现拉断，但二次楔的影响比一次楔的影响 选取大的成形角时，孔洞也没有增大的趋势. 要明显，这是因为随着展宽角增大，轧件沿径向方 从表4可以看出，当一次楔为20°时，在不拉断 向发生塑性变形的肩部面积减少，金属的轴向流动 的情况下，随着二次楔成形角增大，中心最大孔洞减 趋势减小，轧件沿径向方向发生的塑性变形的轴部 少，影响比较明显.当一次楔为30°时，在不拉断的 接触面积增大，与金属流动方向相反的摩擦力增大， 情况下，随着二次楔成形角的增大，中心最大孔洞减 轴向力减少，所以展宽角较小时，很容易出现拉断， 少，但影响不是很显著，这是由于在超大断面收缩率 一般是二次楔的工艺参数比一次楔更具有决定 下一次楔成形角较大时，基本上不会形成孔洞，而二 性作用.当二次楔成形角较大，二次展宽角较小时， 次楔轧制时又处于拉断与不拉断的临界状态，故当 轧件越容易拉断，这是因为当轧件一次楔轧制完成 不拉断时，一般不会再扩展中心孔洞， 后，轧件的直径为20mm,而二次楔轧制后的直径 2.4展宽角对二次楔轧制大断面收缩率试件的最 为l0mm,而进行二次楔轧制的轧件进行了很大的 大孔洞影响 塑性变形，其塑性已经下降，所以二次楔轧制的成形 分析表4，展宽角大小对楔横轧二次楔轧制大 角和展宽的大小比一次楔的成形角和展宽角更容易 断面收缩率轴类的中心孔洞的大小有着举足轻重的 影响超大断面收缩率下的拉断情况 作用，2∙1 单次轧制情况分析 从表3中可以看出‚工艺参数对单次楔的影响 不显著‚基本上没有一定的规律可循‚这是在超大断 面收缩率的情况下出现的特殊情况．实验同时‚还 对原坯料的内部疏松状况进行了分析．通过对五个 坯料的抽样检查‚发现其中有四个坯料中也存在缺 陷‚平均孔洞大小为0∙0522mm．故很难说在超大 断面收缩率的情况下单次楔轧制的孔洞是楔横轧轧 制造成的‚还是原始坯料中就有的．一般认为当单 次楔轧制断面收缩率较大的轴类零件时‚不容易形 成孔洞．同时通过对照表3和表4‚可以发现二次楔 轧制条件下比单次楔更容易形成中心孔腔． 表3 单次楔轧制后直径为20mm 试件的最大孔洞大小 Table3 Maximal cavity size of the sample of 20mm in diameter after single cross wedge rolling β1／（°） 最大孔洞大小／μm α1＝20° α1＝30° 6 115∙00 83∙75 9 83∙33 98∙75 表4 二次楔轧制超大断面收缩率试件的最大孔洞大小 Table4 Maximal cavity size of the sample with limiting area reduction after twice cross wedge rolling β1／（°） β2／（°） 最大孔洞大小／μm α1＝20°‚α2＝20° α1＝20°‚α2＝30° α1＝30°‚α2＝20° α1＝30°‚α2＝30° 6 6 33∙625 拉断 28∙25 10∙5 6 9 40∙26 4∙5 8∙625 7∙75 9 6 117∙875 拉断 45∙25 拉断 9 9 85∙5 5∙15 9∙75 4∙25 2∙2 拉断情况分析 本次轧制实验中‚共有三组轧件都是在进行了 二次楔轧制后拉断．实验发现工艺参数对拉断有着 重要影响：当一次楔成形角为20°和30°‚都有可能 出现拉断；而二次楔成形角都为30°‚出现拉断．通 过分析可以发现一次楔的大小对拉断的影响不大‚ 而二次楔的成形角对其影响很大‚一般是二次楔成 形角越大‚越容易出现拉断情况．这是由于成形角 的增加‚轴向流动的金属量增加‚作用于接触面上的 正压力的轴向分力增加‚所以当二次楔的成形角较 大时‚易出现拉断． 实验发现当一次楔和二次楔的展宽角较小时‚ 很容易出现拉断‚但二次楔的影响比一次楔的影响 要明显．这是因为随着展宽角增大‚轧件沿径向方 向发生塑性变形的肩部面积减少‚金属的轴向流动 趋势减小‚轧件沿径向方向发生的塑性变形的轴部 接触面积增大‚与金属流动方向相反的摩擦力增大‚ 轴向力减少‚所以展宽角较小时‚很容易出现拉断． 一般是二次楔的工艺参数比一次楔更具有决定 性作用．当二次楔成形角较大‚二次展宽角较小时‚ 轧件越容易拉断．这是因为当轧件一次楔轧制完成 后‚轧件的直径为20mm‚而二次楔轧制后的直径 为10mm‚而进行二次楔轧制的轧件进行了很大的 塑性变形‚其塑性已经下降‚所以二次楔轧制的成形 角和展宽的大小比一次楔的成形角和展宽角更容易 影响超大断面收缩率下的拉断情况． 2∙3 成形角对楔横轧二次楔轧制大断面收缩率试 件的最大孔洞的影响 从表4可以发现‚成形角的大小对楔横轧二次 楔轧制大断面收缩率轴类的中心孔洞存在着重要影 响‚并且存在着一定的规律． 当二次楔成形角为20°时‚随着一次楔成形角 的增大‚轧件的最大中心孔洞也随着减少‚并且影响 比较显著．当二次楔成形角为30°时‚很容易出现拉 断的情况；在没有出现拉断的情况下‚一次楔成形角 对中心孔洞大小影响不明显‚这是由于断面收缩率 达到最大‚一次楔轧制后中心孔洞基本上不大‚而选 取二次楔成形角为30°时‚也不容易形成孔洞‚同时 选取大的成形角时‚孔洞也没有增大的趋势． 从表4可以看出‚当一次楔为20°时‚在不拉断 的情况下‚随着二次楔成形角增大‚中心最大孔洞减 少‚影响比较明显．当一次楔为30°时‚在不拉断的 情况下‚随着二次楔成形角的增大‚中心最大孔洞减 少‚但影响不是很显著‚这是由于在超大断面收缩率 下一次楔成形角较大时‚基本上不会形成孔洞‚而二 次楔轧制时又处于拉断与不拉断的临界状态‚故当 不拉断时‚一般不会再扩展中心孔洞． 2∙4 展宽角对二次楔轧制大断面收缩率试件的最 大孔洞影响 分析表4‚展宽角大小对楔横轧二次楔轧制大 断面收缩率轴类的中心孔洞的大小有着举足轻重的 作用． ·434· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷