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自由鍛件的缺陷有哪些?
自由鍛件的缺陷有氧化、脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒和裂紋。
氧化:金屬坯料在加熱時(shí)與爐中氧化性氣體反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象稱(chēng)為氧化。氧化皮的產(chǎn)生,不但造成金屬的燒損,而且降低鍛件表面質(zhì)量和尺寸精度。當(dāng)氧化皮壓入鍛件內(nèi)深度超過(guò)機(jī)械加工余量時(shí),能導(dǎo)致鍛件報(bào)廢。
脫碳:加熱時(shí)金屬坯料表層的碳與氧等介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成表層碳元素降低的現(xiàn)象稱(chēng)為脫碳。脫碳會(huì)使表層硬度下降,耐磨性降低。如脫碳層厚度小于機(jī)械加工余量,不會(huì)對(duì)鍛件造成危害;反之則影響鍛件質(zhì)量。采用快速加熱、在坯料表層涂保護(hù)涂料、在中性介質(zhì)或還原性介性中加熱都能減緩脫碳。
過(guò)熱:金屬坯料由加熱溫度過(guò)高或高溫下保溫時(shí)間太長(zhǎng)引起晶粒粗大的現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)熱。過(guò)熱會(huì)使坯料塑性下降,濟(jì)南鍛造加工,鍛件的力學(xué)性能降低。為此,要嚴(yán)格控制加熱溫度,盡可能縮短高溫階段的保溫時(shí)間來(lái)預(yù)防過(guò)熱的產(chǎn)生。
過(guò)燒:金屬坯料加熱溫度超過(guò)始鍛溫度過(guò)多,使晶粒邊界出現(xiàn)氧化及熔化的現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)燒。過(guò)燒后,材料的強(qiáng)度嚴(yán)重下降,塑性很差,一經(jīng)鍛打即破碎變成廢料,是無(wú)法挽救的。因此,要嚴(yán)格執(zhí)行正確的操作規(guī)范。
裂紋:大型鍛件加熱時(shí),如果裝爐溫度過(guò)高或加熱速度過(guò)快,則鍛件心部與表層溫差過(guò)大,造成內(nèi)應(yīng)力過(guò)大,導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。因此,對(duì)大型鍛件加熱時(shí),要防止裝爐溫度過(guò)高和加熱速度過(guò)快,一般應(yīng)采用防熱措施。
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金屬鍛造溫度范圍怎么確定?
始鍛溫度的確定
金屬的始鍛溫度高,鍛造時(shí)金屬的變形抗力小,塑性髙,有利于鍛造成形,但加熱溫度過(guò)高,會(huì)引起坯料過(guò)分的氧化、脫碳、甚至過(guò)熱、過(guò)燒等缺陷。因此在確定始鍛溫度時(shí),首先必須保證金屬不產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)燒現(xiàn)象。對(duì)于碳鋼來(lái)講,為防止過(guò)熱、過(guò)燒缺陷,始鍛溫度應(yīng)比Fe-C平衡相圖的固相線低150?250℃,隨著碳量增加,鋼的熔點(diǎn)降低,始鍛溫度相應(yīng)降低。
確定始鍛溫度時(shí)還應(yīng)考慮到坯料組織、鍛造方式和變形工藝等因素。如鋼錠為坯料時(shí),由于鑄態(tài)組織比較穩(wěn)定,產(chǎn)生過(guò)燒的傾向性小,因此,鋼錠的始鍛溫度比同鋼種鋼坯和鋼材要髙20?50℃。采用高速錘鍛造時(shí),因?yàn)楦咚僮冃萎a(chǎn)生很大的熱效應(yīng),會(huì)使坯料溫度升高,容易引起過(guò)燒,所以,其始鍛溫度應(yīng)比通常始鍛溫度低約100℃左右。當(dāng)變形工步所用的時(shí)間短或變形量不大時(shí),始鍛溫度可是適當(dāng)降低。
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模具的熱表處理工藝:
熱處理是鍛件模具制造過(guò)程中不可缺少的重要工序之一,對(duì)模具壽命具有舉足輕重的作用。根據(jù)具體鍛造工藝的要求,自由鍛件鍛造加工,有針對(duì)性的制定熱處理工藝,使模具強(qiáng)度(硬度)與韌性匹配恰當(dāng)、模體與模膛表面硬度合理均勻、晶粒細(xì)小均勻、無(wú)氧化和脫碳、減少殘余應(yīng)力與變形,可以提高模具壽命及其穩(wěn)定性。
釆用新的熱處理工藝可以挖掘材料潛力,以較小代價(jià)大幅度提高模具壽命。例 如,對(duì)于高碳的冷鍛模具采用低溫淬火,獲得較多的板條馬氏體,可以提高韌性,減少模具變形和 淬火裂紋,從而提高模具壽命;真空熱處理具有無(wú)氧化、脫碳、除氣、加熱均勻和變形小等優(yōu)點(diǎn),也有利于提髙模具壽命。
表面處理強(qiáng)化模具模膛表面、提高模具壽命的作用不但顯著,而且成本低,是事半功倍的強(qiáng)化模具工藝方法,也是提高模具經(jīng)濟(jì)性的工藝。已應(yīng)用和具有應(yīng)用潛力的模具模膛強(qiáng)化的 表面處理工藝方法有表面形變(噴丸、擠壓和滾壓等)強(qiáng)化、表面相變強(qiáng)化、表面擴(kuò)滲強(qiáng)化和離子 注入強(qiáng)化等表面改性技術(shù)、物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積等薄膜技術(shù),以及電化學(xué)沉積(電鍍)和 熱噴涂等涂鍍層技術(shù)。
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