主軸鍛件是水力發電站設備中的重要鍛件,對于質量要求十分嚴格，能否避免鍛造過程中出現問題直接關系到其質量的好壞，本文根據實際生產經驗，針對鍛造過裎中端面凹心的出現進行細致分析，優化了鍛造工藝。
      1.主軸鍛件形狀特點
      主軸鍛件形狀特點：水口端部法蘭直徑超大，中間部分直徑小，直徑落差大，水口端一圓直徑大、長度小。
      2.優化前鍛造工藝
     原有鍛造工藝變形過程為：壓鉗口,切水口棄料→第一次鐓粗、KD拔長→第二次鐓粗、KD拔長→拔長下料精整出成品。鍛造過程中存在弊端為：拔長下料火次，水口端一圓下料時，端面凹心嚴重，導致水口端一圓去凹心后長度不足，需要重新從大圓下料拔長，造成原材料浪費，鋼錠有效利用率降低。另外，成品鍛造火次增加。
                                              
      3.原因分析
     （1）成品法蘭直徑較大，第二次鐓粗時，受坯料高徑比限制，KD拔長時壓下量較小，坯料水口端面沒有形成有效鼓肚，端面較平，拔長下料時，水口端一圓壓下量和相對進給量都較小，壓力不能傳遞到心部，使得水口端面形成凹心。
     （2）工藝未對拔長下料所用的型砧進行明確規定，我廠150MN水壓機通常使用的上平砧寬度有1200mm和850mm兩種，出成品火次變形量大，他用1200mm寬型砧拔長速度快，加劇了端面凹心的形成。
     （3）出成品火次變形量大、時間長，當坯料溫度接近鍛造溫度區間下限時，為了防止坯料開裂，會減小壓下量，此時拔長下料也會加劇端面凹心的形成。
     4.工藝優化
     針對上述問題我們對鍛造工藝進行了優化，優化后工藝為：
    壓鉗口，切水口→專用鐓機蓋板鐓粗、1200mm上平下V拔長、冒口端下料→850mm上平下V拔長下料出成品。
    （1）設計專用鐓粗蓋板,新蓋板屮心帶孔，與坯料接觸面為圓弧過渡,坯料鐓粗時與蓋板接觸面呈較大鼓肚狀，有效避免坯料端面后續拔長出現凹心現象。
    （2）第二次鐓粗后直接利用1200mm上平下V形砧拔長，并將冒口端下料拔長至合適尺寸，保證成品火次冒口端小法蘭有足夠變形量即可，避免出成品火次變形量大、下料料溫低出現端面凹心，保證出成品在一火次鍛造完成。
    （3）出成品火次選用850mm上平下V形砧拔長下料，水口端下料長度在滿足h/D≥0.3（h為下料長度，D為坯料直徑）和h/L≥2/3，（h為下料長度，L為錘頭寬度）條件下，選用相對較窄的850mm上平下V形砧，相對進給量增加，保證水口端不出現明顯凹心前提下，水口端下料長度比原先減少約300mm。
                                                     
     5.結語
    （1）工藝優化前，出成品一般需要2～3火次完成，工藝優化后，出成品能在一火次全部完成，節約生產成本，鍛件表面質量顯著提高。
    （2）鋼錠利用率提升，工藝優化前，鋼錠采用187t錠型，鋼錠利用率為59.9%，優化后采用181t錠型，鋼錠利用率為61.0%，每個鍛件節約鋼錠重大6t。
    （3）本次工藝優化為后續端面法蘭直徑較大鍛件的生產提供了寶貴經驗。