金屬鍛件的生產(chǎn)過程
發(fā)布時間： 2013-5-16 14:13:07
各種鍛造的工藝過程都包括備料、加熱、鍛造成形、冷卻和鍛后處理等工藝環(huán)節(jié)。
1.備料 鍛造大、中型鍛件時多使用鋼錠，鍛造小型鍛件時則使用鋼坯。用于鍛造的金屬材料必須具有良好的塑性，以便鍛造時容易產(chǎn)生塑性變形而不被破壞。低碳鋼，中碳鋼，合金鋼以及銅、鋁等非鐵合金均具有較好的塑性，是生產(chǎn)中常用的鍛造材料。受力大的或要求有特殊物理、化學(xué)性能的重要零件需用合金鋼。鑄鐵塑性很差，屬于脆性材料，不能鍛造。 2.加熱
(1)加熱目的
加熱可以提高金屬的塑性，降低金屬變形抗力，使之易于成形，并獲得良好的鍛后組織和力學(xué)性能。
(2)加熱規(guī)范
鍛件加熱規(guī)范是指鍛件在加熱過程中各階段的爐溫和時間關(guān)系。加熱規(guī)范具體包括：
①始鍛溫度：開始鍛造時金屬表面的溫度叫做始鍛溫度。主要受過燒溫度的限制而不能太高，一般應(yīng)低于金屬熔點150-250℃。
②終鍛溫度：停止鍛造時金屬表面的溫度叫做終鍛溫度。終鍛溫度過低會使塑性降低，變形抗力增大，并可能導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋，終鍛溫度過高會使金屬組織粗大。
?、坼懺鞙囟确秶菏煎憸囟群徒K鍛溫度之間的溫度區(qū)間叫做鍛造溫度范圍。在此溫度范圍內(nèi)，金屬有良好的可鍛性即足夠的塑性，低的變形抗力和合適的金相組織。為了減少加熱火次，一般都力求擴大鍛造溫度范圍。
?、芗訜崴俣龋菏侵附饘俦患訜釙r的表面升溫速度，常用℃/min或℃/h表示。
(3)加熱設(shè)備
在鍛造生產(chǎn)中，根據(jù)熱源的不同，分為火焰加熱和電加熱，常用的加熱設(shè)備有反射爐和箱式加熱爐。 3.鍛造成形
金屬加熱后，就可鍛造成形。按照鍛造時所用的設(shè)備、工模具及成形方式的不同，鍛造可分為自由鍛和模鍛。 4.冷卻
鍛件冷卻時，表面降溫快，內(nèi)部降溫慢，表里收縮不同，會產(chǎn)生溫度應(yīng)力；若金屬有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，則冷卻時有相變發(fā)生，相變前后組織的比容會發(fā)生變化，而鍛件表里相變時間不同，會產(chǎn)生組織應(yīng)力。在這兩種應(yīng)力以及鍛件在鍛壓成形過程保留下來的殘余應(yīng)力的應(yīng)力疊加作用下，如果超過材料的屈服強度，便會導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生變形；如果超過材料的抗拉強度，便會導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生裂紋。 為保證鍛件質(zhì)量，應(yīng)采用正確的鍛后冷卻方法進行冷卻。鍛件的冷卻規(guī)范有：
?、亠L(fēng)冷：將鍛件放在通風(fēng)的地方，用風(fēng)機吹風(fēng)冷卻，冷卻速度最快。
②空冷：將鍛件放在地面上，自然冷卻，冷卻速度快。
?、劭永洌簩㈠懠旁诘乜踊蜩F箱中冷卻，冷卻速度較慢。
④灰砂冷：把鍛件用有一定厚度(大于80mm)的干燥的砂或灰埋起來冷卻，所用的砂或灰最好事先也要加熱到一定溫度(約500-700℃)，緩慢冷卻到100-150℃之后再出灰空冷，冷卻速度慢。
?、轄t冷：將鍛件裝入爐溫為600℃左右的加熱爐中，隨爐緩慢冷卻到100-150℃后再出爐空冷，冷卻速度最慢
?、尴c的等溫退火：停鍛后直接裝入加熱爐，按熱處理工藝升溫，保溫，降溫，進行退火，以消除白點，也稱擴氫處理。 鍛件從終鍛溫度冷卻到室溫的過程中，其組織和性能要發(fā)生一系列變化。例如某些合金鋼在冶煉時會產(chǎn)生氫，若在鍛后冷卻過程中又有很大的組織轉(zhuǎn)變能力，鍛件內(nèi)部就會出現(xiàn)許多不連續(xù)的白色點狀小裂紋，叫做白點。奧氏體不銹鋼若在800-550℃范圍內(nèi)緩冷，會有大量含鉻的碳化物沿晶界析出，使晶界產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象，降低鋼的抗晶間腐蝕能力。 5.熱處理
鍛造是機械零件生產(chǎn)中的頭道工序，為了給后續(xù)的機加工、熱處理等工序做好準(zhǔn)備，應(yīng)消除鍛件內(nèi)的應(yīng)力，并使其具有合適的硬度和穩(wěn)定細小的組織。 鍛件熱處理的目的：調(diào)整鍛件硬度，以利于對鍛件進行切削加工；消除鍛件內(nèi)應(yīng)力，以免在后續(xù)加工時變形；改善鍛件內(nèi)部組織，細化晶粒，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備；對于不再進行最終熱處理的鍛件，應(yīng)保證達到所要求的組織和力學(xué)性能。 結(jié)構(gòu)鋼鍛件采用退火或正火處理，工具鋼鍛件采用正火+球化退火處理，對于不再進行最終熱處理的中碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件可進行調(diào)質(zhì)處理。 本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實踐》一書。
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