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鍛件冷卻規范的冷卻速度是如何確定的?

發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 點(diǎn)擊數:4840

       金屬坯料加熱到鍛造溫度采用模鍛方法實(shí)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(chǎn)通常要經(jīng)過(guò)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(chǎn)的鋼材往往尺寸公差較大,平直度差,表面質(zhì)量不高有時(shí)會(huì )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(huì )造成鍛件報廢,去坯尺寸公差大會(huì )引起下料重量偏差增大,有些時(shí)候也會(huì )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(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵。工藝人員要對鍛造設備及其特點(diǎn)有清楚的了解,對各種鍛造工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍也應當有正確認識,進(jìn)行綜合分析比較,兼顧當前企業(yè)實(shí)際條件,市場(chǎng)情況和技術(shù)發(fā)展趨勢,從而優(yōu)選先進(jìn)實(shí)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(jìn)行類(lèi)比,然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的體積計算,再結合設計人員的經(jīng)驗判斷確定,對于形狀復雜工步多的鍛件,變形過(guò)程金屬流動(dòng)情況憑經(jīng)驗并不能準確判斷,往往還要靠新產(chǎn)品試制時(shí)進(jìn)行調試修改。


       為提高生產(chǎn)率、保證工件質(zhì)量和改善勞動(dòng)條件,鍛造加工生產(chǎn)線(xiàn)常采用鍛造機械手或機器人,在工藝設計時(shí)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(shí),尺寸小的部位冷卻快,終鍛溫度會(huì )比尺寸大的部位有顯著(zhù)差別,這時(shí)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(cháng)模具便用壽命的失效抗力指標體系和選材準則,實(shí)現了熱作模具選材從經(jīng)驗走向科學(xué)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(guò)程對縮短生產(chǎn)試制周期、提高鍛件精度有重要作用。


       所以通過(guò)以上鍛造加工的生產(chǎn)技術(shù),對于正確選擇和利用設備、保證鍛件精度和質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)線(xiàn)投資和日常生產(chǎn)成本、節能節材、改善生產(chǎn)環(huán)境和勞動(dòng)條件都有密切關(guān)系,因此無(wú)論是利用企業(yè)原有條件進(jìn)行技術(shù)改造,還是新建生產(chǎn)線(xiàn),都要進(jìn)行詳細分析比較。


       制訂鍛件冷卻規范的關(guān)鍵是冷卻速度。應根據鍛件材料的化學(xué)成分,組織特點(diǎn)、鍛件的斷面尺寸和鍛造變形情況等因素來(lái)確定合適的冷卻速度。一般來(lái)說(shuō),合金化程度較低,斷面尺寸較小、形狀比較簡(jiǎn)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(wǎng)狀碳化物,這時(shí)應先空冷或鼓風(fēng),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(méi)有相變的鋼,在800-550℃溫度區間應快速冷卻,以避免網(wǎng)狀碳化物析出。對于在空冷中容易產(chǎn)生馬氏體相變的鋼,為避免產(chǎn)生裂紋,鍛后必須緩慢冷卻。對白點(diǎn)敏感的鋼,為了防止冷卻過(guò)程中產(chǎn)生白點(diǎn),應按一定冷卻規范進(jìn)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(shí)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(shí)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(guò)程中,如因故障停工須中間冷卻時(shí),也按時(shí)間最終冷卻規范處理。



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