不銹鋼鍛造要比碳鋼或低合金鋼困難得多,這是因為不銹鋼在高溫狀態下或在鍛造時,其顯微組織在較高極限溫度仍有較高的強度。不同類型和不同成分的不銹鋼,具有不同的可鍛性和不同的鍛造負荷。
從生(sheng)產角度(du)考(kao)慮,應該在滿足鍛(duan)(duan)件尺(chi)寸(cun)及(ji)性(xing)能(neng)要求的基礎(chu)上,盡量發揮生(sheng)產設備的生(sheng)產率(lv)(lv)和(he)降低燃料及(ji)設備的消(xiao)耗。因(yin)此,選擇(ze)始鍛(duan)(duan)溫度(du)和(he)終鍛(duan)(duan)溫度(du)就成為一個(ge)綜合(he)性(xing)的技(ji)術(shu)問(wen)題和(he)經(jing)濟問(wen)題。假如在較(jiao)寬的溫度(du)范圍都能(neng)獲得合(he)格的鍛(duan)(duan)件,應該從經(jing)濟角度(du)來選擇(ze)合(he)理的鍛(duan)(duan)造(zao)工藝規程。很明(ming)顯,溫度(du)愈(yu)高,鍛(duan)(duan)造(zao)就愈(yu)容(rong)易(yi)進(jin)行,生(sheng)產率(lv)(lv)也就會(hui)愈(yu)高;但是燃料的消(xiao)耗及(ji)加(jia)熱(re)爐的損耗也會(hui)愈(yu)大,因(yin)此應從這兩方面考(kao)慮,進(jin)行合(he)理的選擇(ze)。
1. 下料
直徑(jing)大于40mm的(de)棒(bang)材(cai)多用圓盤(pan)直徑(jing)較大的(de)盤(pan)鋸切(qie)割(ge),較小直徑(jing)的(de)棒(bang)材(cai)可用砂輪(lun)切(qie)割(ge)機切(qie)割(ge)。
馬氏體不銹鋼對表(biao)面(mian)缺(que)陷(xian)十分敏感,原料表(biao)面(mian)若有劃(hua)痕等缺(que)陷(xian),都會(hui)在鍛造過程中擴展成裂(lie)縫。對于表(biao)面(mian)有缺(que)陷(xian)的棒材(cai),必須經車削剝(bo)皮或用無(wu)芯磨床磨去一層,將缺(que)陷(xian)清除干凈后,方可進(jin)入下道(dao)工(gong)序。
一(yi)般鍛件毛(mao)坯余量由幾部分構成:①. 切削(xue)加工;②. 脫(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度;③. 厚度;④. 收縮量;⑤. 模(mo)(mo)具磨損;⑥. 模(mo)(mo)具錯(cuo)位(對中)情況。
按一般鍛件來說(shuo),其長度(du)和寬度(du)的(de)標(biao)準公差為:±0.076mm/mm。這一數值適用(yong)于直徑。這個公差包括收縮、刻模和模具拋光(guang)的(de)允許誤差。
模具磨損影響鍛件總(zong)長度(du)和(he)總(zong)寬(kuan)度(du)的(de)公差。余量變化的(de)大小取(qu)決(jue)于(yu)鍛造(zao)(zao)材(cai)(cai)料和(he)鍛件形(xing)狀。因此,對(dui)于(yu)各種(zhong)鍛造(zao)(zao)材(cai)(cai)料,模具磨損公差除了用于(yu)長、寬(kuan)公差外,還被用于(yu)僅與鍛件表面有關的(de)一些尺(chi)寸(cun),模具磨損公差不能用于(yu)中心距尺(chi)寸(cun)。
對(dui)于(yu)(yu)所有外(wai)部尺(chi)寸(cun),包括(kuo)長(chang)(chang)、寬(kuan)和外(wai)徑(jing),模(mo)具(ju)的磨損公差可以(yi)(yi)這樣計(ji)算:以(yi)(yi)外(wai)輪廓的最(zui)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)和外(wai)徑(jing)(從平行(xing)于(yu)(yu)模(mo)具(ju)的主要分(fen)型面測得)乘以(yi)(yi)表(biao)3-3中(zhong)的近似系數(shu),再加正的長(chang)(chang)、寬(kuan)公差值(zhi)(zhi)。對(dui)于(yu)(yu)外(wai)輪廓尺(chi)寸(cun)的模(mo)具(ju)磨損公差只(zhi)能用正值(zhi)(zhi)來表(biao)示(shi)。
對于(yu)所有內(nei)部(bu)尺(chi)寸(cun),包(bao)括(kuo)長、寬(kuan)和內(nei)徑,模(mo)具的(de)磨損(sun)公差(cha)可以(yi)由最(zui)大的(de)內(nei)部(bu)長度(du)或(huo)內(nei)徑乘以(yi)上述系數求得,這(zhe)個數值(zhi)只能用(yong)負值(zhi)來(lai)表(biao)示。無(wu)論是(shi)內(nei)部(bu)還是(shi)外部(bu)尺(chi)寸(cun),每一表(biao)面(mian)的(de)模(mo)具磨損(sun)公差(cha)均為計(ji)算值(zhi)的(de)0.5。
一(yi)般鍛(duan)件(jian)(jian)的標準(zhun)厚度公(gong)(gong)差(cha)隨鍛(duan)件(jian)(jian)的質(zhi)量增(zeng)加而增(zeng)大。例(li)如,一(yi)個6.8 kg的鍛(duan)件(jian)(jian),其厚度公(gong)(gong)差(cha)為(外)+1.59mm,(內)-0.79mm;那么質(zhi)量為90.72kg的鍛(duan)件(jian)(jian),其厚度公(gong)(gong)差(cha)則為(外)+3.97mm,(內)-2.38mm。
厚度(du)公(gong)(gong)差與模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差是兩個相同的(de)(de)用語,對于300系(xi)列和400系(xi)列不(bu)銹鋼,這種(zhong)公(gong)(gong)差數值(zhi)是不(bu)同的(de)(de),如表(biao)3-4所示(shi)。從分型縱(zong)向延伸(shen)15.25cm以(yi)上(shang)的(de)(de)鍛件端部(bu)公(gong)(gong)差,包括了模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差以(yi)及±0.076mm/mm的(de)(de)長度(du)公(gong)(gong)差。這個公(gong)(gong)差要被加到(dao)表(biao)3-3所示(shi)的(de)(de)數值(zhi)上(shang)去,但僅僅適用于端部(bu)公(gong)(gong)差。
表3-5所列出的是不(bu)銹(xiu)鋼鍛件公差與鍛件質量(liang)的配合關系。
一般鍛件(jian)毛(mao)坯加工余量(liang)所(suo)包含(han)的內容,如圖(tu)3-5所(suo)示。
需要注意的(de)是,為(wei)了(le)清(qing)楚起(qi)見,圖(tu)3-5將公(gong)差和余量(liang)放大(da)來表示。
2. 毛坯加熱
不銹鋼鍛造前加熱(re)可用(yong)(yong)電(dian)爐(lu),也可用(yong)(yong)火(huo)(huo)焰(yan)爐(lu)。一般生產多用(yong)(yong)火(huo)(huo)焰(yan)爐(lu),爐(lu)內氣(qi)氛應保持(chi)中(zhong)性或(huo)微氧化(hua)性。
不銹鋼的(de)熱(re)導率隨著溫度的(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)大。因此(ci),對于直徑大于100mm的(de)手壞(huai),均應采用兩段(duan)(duan)加熱(re)制度:在(zai)(zai)預熱(re)階段(duan)(duan),保持800~850℃的(de)爐溫以(yi)(yi)較慢的(de)速度加熱(re);在(zai)(zai)加熱(re)和(he)均熱(re)階段(duan)(duan),保持較高爐溫(始(shi)鍛溫度上限),以(yi)(yi)便能迅速加熱(re)到始(shi)鍛溫度。
對(dui)于表面質量要(yao)求較(jiao)高的(de)精密鍛(duan)件,或余量要(yao)求較(jiao)少的(de)重要(yao)鍛(duan)件,加(jia)熱前(qian)往往在毛坯表面涂一層防護(hu)涂料(玻璃潤滑劑),然后(hou)在普通加(jia)熱爐內(nei)加(jia)熱。
不(bu)銹鋼的加熱時間可(ke)以按0.3~0.5min/mm計算。
3. 鍛造
以(yi)(yi)模鍛為例,做(zuo)以(yi)(yi)下說明。
模鍛之(zhi)前模具應預熱(re)至150~200℃,有時(shi)可(ke)預熱(re)到(dao)300℃。不(bu)(bu)銹鋼(gang)模鍛可(ke)采(cai)用單型(xing)槽或多(duo)型(xing)槽模。截(jie)面(mian)形(xing)狀有劇烈變化或形(xing)狀復(fu)雜的(de)(de)鍛件,必(bi)須(xu)(xu)采(cai)用預制坯的(de)(de)工(gong)序。不(bu)(bu)銹鋼(gang)黏(nian)性(xing)大,易粘模。因此(ci),模鍛件的(de)(de)質量(liang)與(yu)模鍛過程中(zhong)的(de)(de)潤滑(hua)密切相(xiang)關。每次(ci)錘擊之(zhi)前,模具都(dou)必(bi)須(xu)(xu)潤滑(hua),并要把潤滑(hua)劑涂抹均勻,以免產生表面(mian)缺陷。
在每次(ci)錘擊(ji)之后,特(te)別(bie)是(shi)打第一(yi)錘之后,一(yi)定要(yao)注意(yi)將氧(yang)化皮吹刷干凈,一(yi)火不能鍛(duan)造成(cheng)時,在預鍛(duan)后仍需清除氧(yang)化皮。
4. 切邊(bian)
各(ge)類(lei)不銹(xiu)鋼最好采(cai)用(yong)熱切(qie)邊(bian)。熱切(qie)邊(bian)通常應在不低于800℃溫度下(xia)進行(xing)。冷鍛(duan)件(jian)切(qie)邊(bian)時必須預熱到(dao)900~950℃進行(xing)。沉淀硬化不銹(xiu)鋼必須切(qie)邊(bian),以免形成(cheng)毛(mao)邊(bian)裂紋(wen)。對于很(hen)薄的葉(xie)片鍛(duan)件(jian),特(te)別(bie)是馬氏體不銹(xiu)鋼鍛(duan)件(jian),允(yun)許(xu)在退火后(hou)冷切(qie)邊(bian)。
5. 鍛后冷卻
馬(ma)氏體不銹鋼(gang)對冷卻速度特別敏感,為了防止產生裂紋,應采取緩冷措施。
一般是將鍛件(jian)在200℃左(zuo)右的爐(lu)墻中(zhong)或(huo)(huo)石棉保溫(wen)箱中(zhong)冷(leng)卻,或(huo)(huo)者是轉(zhuan)入600℃爐(lu)中(zhong)保溫(wen)并隨(sui)爐(lu)冷(leng)卻。
奧氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)因無相變發生,鍛(duan)后可常(chang)空(kong)冷。
6. 表面清理
不銹鋼在(zai)制坯(pi)和(he)終鍛之間,在(zai)機械加工之前,均需將氧(yang)化皮清除干凈。酸(suan)洗(xi)和(he)噴(pen)丸(wan)都是(shi)較(jiao)好的清除方法(fa),以(yi)鍛件先噴(pen)丸(wan)再進行(xing)酸(suan)洗(xi)效(xiao)果會更好。若用(yong)滾筒(tong)去除氧(yang)化皮,則(ze)酸(suan)洗(xi)宜放在(zai)滾筒(tong)清理之后。