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                鍛件冷卻規范的冷卻速度是如何確定的?

                發布時間:2021-04-26 點擊數:2427

                       金屬坯料加熱到鍛造溫度采用模鍛方法實現精密成形是現代機械零件的重要成形方法之一。鍛造加工精密熱模鍛件生產通常要經過下料、加熱、制坯、預鍛、終鍛、切邊、校正或精整等多道工步。


                       目前生產的鋼材往往尺寸公差較大,平直度差,表面質量不高有時會有微裂紋,由于精鍛后加工量小甚至不加工,這些裂紋和表面缺陷往往會造成鍛件報廢,去坯尺寸公差大會引起下料重量偏差增大,有些時候也會影響鍛件精度。這些都必須予以考慮,采取相應的預防措施。


                       鍛造工步的確定,確定鍛造加工的工步是建設生產線的關鍵。工藝人員要對鍛造設備及其特點有清楚的了解,對各種鍛造工藝的優缺點和適用范圍也應當有正確認識,進行綜合分析比較,兼顧當前企業實際條件,市場情況和技術發展趨勢,從而優選先進實用的方案。


                鍛件


                       鍛造工步確定后要繪制鍛件圖,設計每一工步毛坯尺寸和形狀。每一工步毛坯設計,通常都以一些典型鍛件進行類比,然后進行簡單的體積計算,再結合設計人員的經驗判斷確定,對于形狀復雜工步多的鍛件,變形過程金屬流動情況憑經驗并不能準確判斷,往往還要靠新產品試制時進行調試修改。


                       為提高生產率、保證工件質量和改善勞動條件,鍛造加工生產線常采用鍛造機械手或機器人,在工藝設計時就必須考慮毛坯的夾持部位和夾持的穩定性。為了保證鍛造溫度一致性減少氧化,鍛坯加熱,多選用感應加熱。


                       通常熱鍛件圖是按照冷鍛件圖乘以熱膨脹量計算,但在精鍛件各部分尺寸相差較大時,尺寸小的部位冷卻快,終鍛溫度會比尺寸大的部位有顯著差別,這時設計熱鍛件圖不同部位可以取不同的熱膨脹系數。


                       熱精鍛件的模具,模具是熱精鍛的重要保證條件。我國科技工作者對熱作模具的服役條件、失效特征和規律作了大量試驗研究工作,從而提出合理選材、減少鋼材消耗、延長模具便用壽命的失效抗力指標體系和選材準則,實現了熱作模具選材從經驗走向科學化、判據數值化的飛躍,可作為合理選材、用材的參考。模具設計和加工過程對縮短生產試制周期、提高鍛件精度有重要作用。


                       所以通過以上鍛造加工的生產技術,對于正確選擇和利用設備、保證鍛件精度和質量、提高生產效率、降低生產線投資和日常生產成本、節能節材、改善生產環境和勞動條件都有密切關系,因此無論是利用企業原有條件進行技術改造,還是新建生產線,都要進行詳細分析比較。


                       制訂鍛件冷卻規范的關鍵是冷卻速度。應根據鍛件材料的化學成分,組織特點、鍛件的斷面尺寸和鍛造變形情況等因素來確定合適的冷卻速度。一般來說,合金化程度較低,斷面尺寸較小、形狀比較簡單的鍛件,則允許的冷卻速度快,鍛后可以再空氣中冷卻;反之則須緩慢冷卻(灰冷或爐冷)或分階段冷卻。


                鍛件


                       對于含碳量較高的鋼,為避免鍛后最初冷卻階段巖晶界析出網狀碳化物,這時應先空冷或鼓風,噴霧快速冷卻至700℃,然后再把鍛件放入灰、砂中或爐內緩慢冷卻。


                       對于沒有相變的鋼,在800-550℃溫度區間應快速冷卻,以避免網狀碳化物析出。對于在空冷中容易產生馬氏體相變的鋼,為避免產生裂紋,鍛后必須緩慢冷卻。對白點敏感的鋼,為了防止冷卻過程中產生白點,應按一定冷卻規范進行爐冷。


                       對于高溫合金,由于其再結晶速度緩慢,只有在更高的溫度和適當的變形程度下,再結晶才能與變形同時完成,因此,常利用鍛后余熱使之緩慢冷卻。對于一些中小型鍛件,常采用堆放空冷方法,鎳基高溫合金,再結晶溫度更高,再結晶速度更慢,為了得到具有完全再結晶組織的鍛件,可將鍛后鍛件及時放入高于合金再結晶溫度的爐中保溫5-7min,然后取出空冷。在鍛造過程中,如因故障停工須中間冷卻時,也按時間最終冷卻規范處理。



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