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不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程長,一般順序為:鍛坯下料;鍛坯加熱;輥鍛備坯;模鍛成形;切邊;沖孔;矯正;中間檢驗,檢驗鍛件的尺寸和表面缺陷;鍛件熱處理,用以消除鍛造應(yīng)力,改善金屬切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矯正;檢查,一般鍛件要經(jīng)過外觀和硬度檢查,重要鍛件還要經(jīng)過化學(xué)成分分析、機械性能、殘余應(yīng)力等檢驗和無損探傷。
封頭鍛造工藝中各溫度域的優(yōu)勢
溫鍛的優(yōu)勢就在于可以提高鍛件的精度和質(zhì)量,同時又沒有冷鍛那樣大的成形力。溫鍛工藝的應(yīng)用與鍛件材料、鍛件大小、鍛件復(fù)雜程度有密切的關(guān)系。一般而言,對于形狀不太復(fù)雜的低碳、低合金鋼小型精密模鍛件,采用冷鍛工藝就可以成形;對于形狀復(fù)雜的中小型中碳鋼精密模鍛件,冷鍛方法難以解決其成形問題,或單純采用冷鍛工藝成本偏高,則可采用溫鍛成形。鋼的再結(jié)晶溫度大約在750℃左右,在700℃以上進行鍛造時,由于變形能可得到動態(tài)釋放,成形阻力急劇減?。辉?00-850℃鍛造時,鍛件氧化皮較少,表面脫碳現(xiàn)象較輕微,鍛件尺寸變化較??;在950℃以上鍛造時,雖然成形力更小,但鍛件氧化皮和表面脫碳現(xiàn)象嚴(yán)重,鍛件尺寸變化較大。因而在700-850℃的范圍內(nèi)鍛造可得到質(zhì)量和精度都比較好的鍛件。
鍛造加工過程中的摩擦特點
鍛造是一種非穩(wěn)態(tài)的、間歇工藝過程,潤滑劑總是受到變化的接觸壓力和鍛造速度的作用鍛造加工工藝種類繁多,金屬材料的鍛造工藝通常分為鍛粗、沖孔和拔長等。鍛造潤滑油劑是一種能起到降低鍛造負荷,促進金屬在模具中流動,防止模具卡死,減少模具磨損,并具有降熱和脫模等作用的工藝介質(zhì)。
1、溫鍛特點。溫鍛加工的特點是兼有冷鍛壓和熱鍛壓的優(yōu)點,其變形抗力要比冷鍛壓小得多,而坯料的溫度又比熱壓低(相變溫度以下),加工表面質(zhì)量比熱鍛壓要好得多。由于溫鍛時模具承受的負荷也比較高,又在高的溫度下連續(xù)工作而導(dǎo)致模具的硬度下降,特別是模頂端范圍的凸緣半徑處,硬度明顯下降,致使耐磨性能降低,所以加工時突出的問題是模具壽命短。溫鍛潤滑的目的,首先是充分冷卻模具,使模具保持適當(dāng)?shù)臏囟?,這樣可以防止模具溫度過高,引起模具的硬度下降。其次是減少模具的摩擦與磨損,降低加工負荷,提高模具的使用壽命,保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2、熱鍛特點。隨著機械工業(yè),特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,模鍛件需求量不斷增加,促使熱精密模鍛工藝更迅速的發(fā)展。良好的模具潤滑劑是保證精密鍛件質(zhì)量的重要配套材料。熱鍛熱擠壓工藝主要采用石墨型潤滑劑,包括油基石墨和水基石墨,從減少煙霧、改善操作環(huán)境等考慮,水基石墨得到更為廣泛的應(yīng)用。
3、冷鍛特點。坯料在冷鍛時要產(chǎn)生變形和加工硬化,使鍛模承受高的荷載,因此,需要使用高強度的鍛模和采用防止磨損和黏結(jié)的硬質(zhì)潤滑膜處理方法。另外,為防止坯料裂紋,需要時進行中間退火以保證需要的變形能力。對于冷鍛,目前較成功的潤滑方法是對坯料表面進行“磷化-皂化”處理。所謂“磷化”就是用化學(xué)方法在金屬材料表面生成磷酸鋅及磷酸鐵多孔狀的薄膜。所謂“皂化”就是用脂肪酸皂類作為潤滑劑,使之與磷化層中的磷酸鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硬脂酸鋅的潤滑處理方法。
鍛造件,加熱的目的是為了降低鍛造變形力和提高金屬塑性。但加熱也帶來一系列問題,如氧化、脫碳、過熱及過燒等。準(zhǔn)確控制始鍛及終鍛溫度,對產(chǎn)品組織與性能有極大影響。鑄鋼件磁粉探傷的特點:鑄鋼件一般形狀復(fù)雜,產(chǎn)生缺陷類型和部位比較有規(guī)律。主要缺陷有鑄造裂紋、疏松、縮孔、夾雜、氣孔和冷隔等。
探傷方法:毛胚用連續(xù)法探傷,熱處理后用剩磁法探傷。輪子部分用穿棒法探傷,軸部分用直接通電法周向磁化后再用線圈縱向磁化。重點檢查根部位置的裂紋。汽車的零部件中很多適合冷、溫件鍛造,一般變形量較大的小尺寸鍛造零件。
比較適合采用冷、溫鍛制造生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。火焰爐加熱具有費用低,適用性強的優(yōu)點,但加熱時間長,容易產(chǎn)生氧化和脫碳,勞動條件也需不斷改善。電感應(yīng)加熱具有加熱迅速,氧化少的優(yōu)點,但對產(chǎn)品形狀尺寸及材質(zhì)變化的適應(yīng)性差。
鍛造零件的經(jīng)過塑性形變后,還保持一定程度上的物理力學(xué)性能。鍛造用材料涉及面很寬,既有多種牌號的鋼及高溫合金,又有鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬;既有經(jīng)過一次加工成不同尺寸的棒材和型材,又有多種規(guī)格的錠料。
除了大量采用適合我國資源的國產(chǎn)材料外,又有來自國外的材料。所鍛材料大多數(shù)是已列入標(biāo)準(zhǔn)的,也有不少是研制、試用及推廣的新材料。眾所周知,產(chǎn)品的質(zhì)量往往與原材料的質(zhì)量密切相關(guān),因此對鍛造工作者來說,必需具有必備的材料知識,要善于根據(jù)工藝要求選擇蕞合適的材料。