鍛件冷卻規(guī)范的冷卻速度是如何確定的？

       金屬坯料加熱到鍛造溫度采用模鍛方法實(shí)現(xiàn)精密成形是現(xiàn)代機(jī)械零件的重要成形方法之一。鍛造加工精密熱模鍛件生產(chǎn)通常要經(jīng)過(guò)下料、加熱、制坯、預(yù)鍛、終鍛、切邊、校正或精整等多道工步。

       目前生產(chǎn)的鋼材往往尺寸公差較大，平直度差，表面質(zhì)量不高有時(shí)會(huì)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(huì)造成鍛件報(bào)廢，去坯尺寸公差大會(huì)引起下料重量偏差增大，有些時(shí)候也會(huì)影響鍛件精度。這些都必須予以考慮，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

       鍛造工步的確定，確定鍛造加工的工步是建設(shè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵。工藝人員要對(duì)鍛造設(shè)備及其特點(diǎn)有清楚的了解，對(duì)各種鍛造工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍也應(yīng)當(dāng)有正確認(rèn)識(shí)，進(jìn)行綜合分析比較，兼顧當(dāng)前企業(yè)實(shí)際條件，市場(chǎng)情況和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從而優(yōu)選先進(jìn)實(shí)用的方案。

       鍛造工步確定后要繪制鍛件圖，設(shè)計(jì)每一工步毛坯尺寸和形狀。每一工步毛坯設(shè)計(jì)，通常都以一些典型鍛件進(jìn)行類比，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的體積計(jì)算，再結(jié)合設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷確定，對(duì)于形狀復(fù)雜工步多的鍛件，變形過(guò)程金屬流動(dòng)情況憑經(jīng)驗(yàn)并不能準(zhǔn)確判斷，往往還要靠新產(chǎn)品試制時(shí)進(jìn)行調(diào)試修改。

       為提高生產(chǎn)率、保證工件質(zhì)量和改善勞動(dòng)條件，鍛造加工生產(chǎn)線常采用鍛造機(jī)械手或機(jī)器人，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)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(yīng)加熱。

       通常熱鍛件圖是按照冷鍛件圖乘以熱膨脹量計(jì)算，但在精鍛件各部分尺寸相差較大時(shí)，尺寸小的部位冷卻快，終鍛溫度會(huì)比尺寸大的部位有顯著差別，這時(shí)設(shè)計(jì)熱鍛件圖不同部位可以取不同的熱膨脹系數(shù)。

       熱精鍛件的模具，模具是熱精鍛的重要保證條件。我國(guó)科技工作者對(duì)熱作模具的服役條件、失效特征和規(guī)律作了大量試驗(yàn)研究工作，從而提出合理選材、減少鋼材消耗、延長(zhǎng)模具便用壽命的失效抗力指標(biāo)體系和選材準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)了熱作模具選材從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)化、判據(jù)數(shù)值化的飛躍，可作為合理選材、用材的參考。模具設(shè)計(jì)和加工過(guò)程對(duì)縮短生產(chǎn)試制周期、提高鍛件精度有重要作用。

       所以通過(guò)以上鍛造加工的生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)于正確選擇和利用設(shè)備、保證鍛件精度和質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)線投資和日常生產(chǎn)成本、節(jié)能節(jié)材、改善生產(chǎn)環(huán)境和勞動(dòng)條件都有密切關(guān)系，因此無(wú)論是利用企業(yè)原有條件進(jìn)行技術(shù)改造，還是新建生產(chǎn)線，都要進(jìn)行詳細(xì)分析比較。

       制訂鍛件冷卻規(guī)范的關(guān)鍵是冷卻速度。應(yīng)根據(jù)鍛件材料的化學(xué)成分，組織特點(diǎn)、鍛件的斷面尺寸和鍛造變形情況等因素來(lái)確定合適的冷卻速度。一般來(lái)說(shuō)，合金化程度較低，斷面尺寸較小、形狀比較簡(jiǎn)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。

       對(duì)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(wǎng)狀碳化物，這時(shí)應(yīng)先空冷或鼓風(fēng)，噴霧快速冷卻至700℃，然后再把鍛件放入灰、砂中或爐內(nèi)緩慢冷卻。

       對(duì)于沒有相變的鋼，在800-550℃溫度區(qū)間應(yīng)快速冷卻，以避免網(wǎng)狀碳化物析出。對(duì)于在空冷中容易產(chǎn)生馬氏體相變的鋼，為避免產(chǎn)生裂紋，鍛后必須緩慢冷卻。對(duì)白點(diǎn)敏感的鋼，為了防止冷卻過(guò)程中產(chǎn)生白點(diǎn)，應(yīng)按一定冷卻規(guī)范進(jìn)行爐冷。

       對(duì)于高溫合金，由于其再結(jié)晶速度緩慢，只有在更高的溫度和適當(dāng)?shù)淖冃纬潭认?，再結(jié)晶才能與變形同時(shí)完成，因此，常利用鍛后余熱使之緩慢冷卻。對(duì)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(jié)晶溫度更高，再結(jié)晶速度更慢，為了得到具有完全再結(jié)晶組織的鍛件，可將鍛后鍛件及時(shí)放入高于合金再結(jié)晶溫度的爐中保溫5-7min，然后取出空冷。在鍛造過(guò)程中，如因故障停工須中間冷卻時(shí)，也按時(shí)間最終冷卻規(guī)范處理。

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