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开式模锻的成形特点
开式模锻成形过程中金属的流动大致可分为四个阶段:
一是自由变形或镦粗变形阶段,在这一阶段里,毛坯在型槽中受发生镦粗变形,高度减小H;径向尺寸逐渐增大,直到毛坯与槽壁接触为止,镦粗所需的变形力不大。有些对应力敏感或表面易产生纵向缺陷(如发纹、带状组织)的材料,应减小镦祖比,以缩短这一过程。
二是金属升始形成毛边阶段。在这一阶段里,毛坯继续受压(压下量AHOt遂步充满型槽取成少许毛边。此时,金属径向流速减'm,所需变形力明显增大。
三是金属充满型槽阶段,由于毛边的阻碍作用,在变形金属内部形 成更强烈的三向压应力,随着压下量 的增大,毛边厚度减小.宽度增大、温度 下降和变形抗力增大使型槽内各棱角、肋 条处得到充满,而变形力则剧增。
四是锻模完全契合,锻件终成影阶段,见图实践证明,由于工艺因素的影响,型槽充满时,上、下模并未闭合,因此必须继续压下,将多余金属排入毛边槽。但要尽量缩短这一过程,控制不超过2mm。即使这样,这时的能量消耗也占整个模锻过程所消耗能多。这一阶段对锻件质+M和生产率均有很大影响。
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金属锻造温度范围怎么确定?
终锻温度的确定
终锻温度过高,锻造停止后,锻件组织会继续长大,导致锻件组织粗大或析出第二相,严重时产生魏氏体组织,降低力学性能。终锻温度过低,低于再结晶温度时,会导致锻造加工硬化严重,变形抗力增加,锻造变形困难,容易引起锻件开裂。因此,终锻温度应稍高于其再结晶温度50〜100X℃。这样,既保证坯料在终锻前仍有足够的塑性,又可使锻件在锻后获得较好的组织和性能。金属的变形抗力图常常作为确定终锻温度的重要依据之一。
按照上述原则,碳钢的终锻温度约在Fe-C平衡图Ar1线以上20〜8℃,中碳钢的终锻温度应处于奥氏体单相区,组织均匀,塑性良好,完全满足终锻要求。低碳钢的终锻温度可以处于奥氏体和铁素体的双相区内,因两相的塑性均较好,不会给锻造带来困难。高碳钢的终锻温度应处于奥氏体和渗碳体的双相区,在此温度区间锻造,可借助塑性变形将析出的渗碳体打碎成弥散状分布,以避免高于Acm线终锻后在锻件冷却过程沿晶界析出网状碳化物。
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不锈钢锻造加热时应注意什么?
随着铬含量的增加,S-铁素体的形成温度会降低,而少量的S- 铁素体就会明显地降低其可锻性。当S-铁素体增加到15%以上, 可锻性又会逐渐,到结构完全变成铁素体为止。终锻温度要受同素异晶转变的限制(异晶转变在816℃左右开始),而这种钢通常在927℃停锻,因为温度太低其成型就会困难。
在Y12Crl3(416)型钢中加人硫或硒,可以提高其机械加工性能,但这些元素又能引起锻造问题,特别是当它们形成表面板状组织时,就很容易产生裂纹。不过可以通过调整锻造温度和工艺方法加以消除。如果加硫,就不可能消除这类开裂,从这个角度来说,加硒比较好。
马氏体不锈钢在锻造加热时要避免S-铁素体的形成,因为S-铁 素体的出现,会使锻件形成裂纹。要避免不锈钢锻件加热过快导致过热。锻件在加热过程中的脱碳主要是促使铁素体形成,因此要将锻件表面脱碳减少到小程度。马氏体不锈钢后一火的变形量无特殊要求。这类钢在锻造后容易产生开裂现象,其原因是锻造后空冷时出现马氏体和碳化物组织,内应力较大,因此锻后冷却时,必须缓慢进行,一般在200℃的砂坑或炉渣中缓冷,取出砂坑后必须及时进行等温退火,防止发生开裂。
马氏体不锈钢,特别是Crl3型马氏体不锈钢的价格低,故在腐蚀性较弱的介质中(如水蒸气)且又要求高的力学性能的条件下得到广泛的应用。12Crl3钢为半马氏体不锈钢,钢中除马氏体组织外,还有铁素体组织。
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锻件的冷却方法
根据锻件在银后的冷却速度,冷却方法有三种,即在空气中冷却,速度较快;在坑(箱)内冷却,速度较慢,在炉内冷却,速度性。
1 .在空气中冷却
锻件锻后单个或成堆直接放在车间地面上冷却,但不能放在潮湿地或金属板上,也不要放在有过堂风的地方,以免锻件冷却不均或局部急冷引起裂纹。
2.在坑(箱)内冷却
锻件锻后放到地坑或铁箱中封闭冷却,或埋入坑内砂子、石灰或炉渣内冷却9 一般锻件入砂温度不应低于500℃,周围积砂厚度不能少于80mm,锻件在坑内的冷却速度,可以通过不同绝热材料及保温介质来进行调节。
3.在炉中冷却
锻件锻后直接装入炉中按一定的冷却规范缓慢冷却。由于炉冷可通过控制炉温准确实现规定的冷却速度,因此适于高合金钢、特殊钢锻件及各种大型锻件的锻后冷却。一般锻件入炉时的温度不得低于600~650℃,装料时的炉温应与人炉锻件温度相当。常用的冷却规范有等温冷却和起伏等温冷却。
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