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鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良好,形狀和尺寸準(zhǔn)確,表面質(zhì)量好,便于組織批量生產(chǎn)。只要合理控制加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件。
鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織,有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過大的塑性變形,將柱狀晶破碎為細(xì)晶粒,將疏松壓實,才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機械性能。
經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯,在熱態(tài)下經(jīng)無飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度,具有良好的機械性能,并且精度高,可減少后續(xù)的切削加工。粉末鍛件內(nèi)部組織均勻,沒有偏析,可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠(yuǎn)高于一般棒材的價格,在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到一定限制。
對澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、結(jié)晶、流動、塑性變形和成形,就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁件。
鍛造用料除了通常的材料,如各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外,鐵基高溫合金,鎳基高溫合金,鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成,只是這些合金由于其塑性區(qū)相對較窄,所以鍛造難度會相對較大,不同材料的加熱溫度,開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。
鍛造工藝有哪些?
不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程特別長,一般順序為:鍛坯下料;鍛坯加熱;輥鍛備坯;模鍛成形;切邊;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。
軸鍛造件是通過鍛造加工,塑造成所需要的金屬組織,經(jīng)過熱鍛后,將原來的鑄態(tài)疏松、孔隙、微裂等被壓實,將鋼材的枝狀結(jié)晶被打碎,使晶粒變細(xì),同時改變原來的碳化物偏析和不均勻分布,使組織均勻,可提高金屬性能。
鍛件鍛造加工根據(jù)工具的功能可分為以下5類:
(1)夾持工具圓鉗、方鉗、槽鉗、抱鉗、尖嘴鉗和型鉗等。
(2)切割工具剁刀、剁墊、刻棍等。
(3)變形工具壓鐵、摔子、壓肩摔子、樣沖、墊環(huán)(漏盤)等。
(4)測蕞工具金屬直尺、內(nèi)外卡鉗等。
(5)吊運工具吊鉗、叉子等。
利用簡單的手工工具,使坯料產(chǎn)生變形而獲得鍛件的方法稱為手工自由鍛分為以下6類:
(1)支持工具如羊角砧等。
(2)鍛打工具如各種大錘和錘子。
(3)成形丁其如各種型錘、樣沖、漏盤等。
(4)火持工具各種形狀的鉗子。
(5)切割工具各種鏨子及切刀。
(6)測討工具金屬直尺、內(nèi)外卡鉗等。
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)?;鹧鏍t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。