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鍛件冷卻規(guī)范的冷卻速度是如何確定的?

發(fā)布時間:2021-04-26 點擊數:7067

       金屬坯料加熱到鍛造溫度采用模鍛方法實現(xiàn)精密成形是現(xiàn)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(yōu)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(yè)實際條件,市場情況和技術發(fā)展趨勢,從而優(yōu)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(wěn)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(guī)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(xiàn)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(jié)能節(jié)材、改善生產環(huán)境和勞動條件都有密切關系,因此無論是利用企業(yè)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(guī)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(qū)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(guī)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(guī)范處理。



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