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(chan)角度(du)考慮(lv),應(ying)該在滿足(zu)鍛(duan)件尺寸及性(xing)能要求的(de)(de)(de)(de)基礎上,盡量發揮(hui)生(sheng)產(chan)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)降低燃(ran)料及設備(bei)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)耗。因此,選擇(ze)始鍛(duan)溫(wen)度(du)和(he)終鍛(duan)溫(wen)度(du)就成為一(yi)個綜合(he)性(xing)的(de)(de)(de)(de)技術問題(ti)和(he)經(jing)濟問題(ti)。假(jia)如在較寬的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)范圍都(dou)能獲得(de)合(he)格的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)件,應(ying)該從經(jing)濟角度(du)來選擇(ze)合(he)理的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)造工藝規程(cheng)。很(hen)明顯,溫(wen)度(du)愈高,鍛(duan)造就愈容易進行,生(sheng)產(chan)率(lv)也(ye)就會(hui)愈高;但是燃(ran)料的(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)耗及加熱爐的(de)(de)(de)(de)損耗也(ye)會(hui)愈大,因此應(ying)從這(zhe)兩方(fang)面考慮(lv),進行合(he)理的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)。



1. 下料


  直(zhi)(zhi)徑大(da)于40mm的棒材多用(yong)圓(yuan)盤直(zhi)(zhi)徑較(jiao)大(da)的盤鋸切(qie)(qie)割,較(jiao)小直(zhi)(zhi)徑的棒材可用(yong)砂輪(lun)切(qie)(qie)割機切(qie)(qie)割。


  馬氏體(ti)不銹鋼對表面缺陷(xian)(xian)十(shi)分(fen)敏感,原(yuan)料表面若有(you)(you)劃痕等缺陷(xian)(xian),都會在鍛造過程中擴展成(cheng)裂縫(feng)。對于表面有(you)(you)缺陷(xian)(xian)的棒(bang)材,必須經車削剝皮或用無芯磨床磨去一層(ceng),將缺陷(xian)(xian)清除(chu)干凈后,方可(ke)進入下道工序(xu)。


  一(yi)般鍛件(jian)毛(mao)坯余量(liang)由幾部分構成(cheng):①. 切(qie)削加工(gong);②. 脫(tuo)模(mo)斜度(du);③. 厚度(du);④. 收縮量(liang);⑤. 模(mo)具磨損(sun);⑥. 模(mo)具錯位(對中)情況(kuang)。


  按一般鍛件來說,其長度(du)和寬度(du)的(de)標準公差為:±0.076mm/mm。這一數值(zhi)適用于直徑(jing)。這個公差包括收縮、刻模(mo)和模(mo)具拋光的(de)允許誤差。


  模具(ju)磨(mo)損影響(xiang)鍛(duan)件總(zong)長度和(he)總(zong)寬(kuan)度的(de)公差。余量變化(hua)的(de)大小取決于(yu)鍛(duan)造(zao)材料和(he)鍛(duan)件形狀。因此(ci),對(dui)于(yu)各種鍛(duan)造(zao)材料,模具(ju)磨(mo)損公差除了用于(yu)長、寬(kuan)公差外,還被用于(yu)僅與(yu)鍛(duan)件表面(mian)有關的(de)一(yi)些尺(chi)寸(cun),模具(ju)磨(mo)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),包括長(chang)(chang)、寬和外(wai)徑,模具的磨損(sun)公(gong)差可以(yi)這樣計算:以(yi)外(wai)輪廓的最長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)和外(wai)徑(從平行于(yu)(yu)模具的主要分(fen)型面測(ce)得)乘以(yi)表(biao)3-3中的近似系數(shu),再加正的長(chang)(chang)、寬公(gong)差值。對(dui)于(yu)(yu)外(wai)輪廓尺(chi)寸(cun)的模具磨損(sun)公(gong)差只能(neng)用正值來表(biao)示。


表 3.jpg


  對于所有內(nei)部(bu)尺寸,包括長、寬和內(nei)徑,模具的磨(mo)損公(gong)差(cha)可(ke)以由(you)最大的內(nei)部(bu)長度(du)或內(nei)徑乘以上述系數(shu)求得,這個數(shu)值(zhi)只能用負值(zhi)來表示。無(wu)論是內(nei)部(bu)還是外(wai)部(bu)尺寸,每一(yi)表面的模具磨(mo)損公(gong)差(cha)均(jun)為計(ji)算值(zhi)的0.5。


  一般鍛(duan)件的(de)標準厚度公差隨鍛(duan)件的(de)質量(liang)增加而增大。例如(ru),一個6.8 kg的(de)鍛(duan)件,其(qi)厚度公差為(wei)(wei)(外)+1.59mm,(內)-0.79mm;那么質量(liang)為(wei)(wei)90.72kg的(de)鍛(duan)件,其(qi)厚度公差則(ze)為(wei)(wei)(外)+3.97mm,(內)-2.38mm。


  厚度公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)與模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)是兩個(ge)(ge)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)用語,對于(yu)300系列和400系列不銹鋼,這種公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)數值是不同(tong)的(de)(de)(de)(de),如表(biao)3-4所示(shi)(shi)。從分型(xing)縱向延伸15.25cm以上的(de)(de)(de)(de)鍛件端(duan)部公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha),包(bao)括(kuo)了(le)模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)以及±0.076mm/mm的(de)(de)(de)(de)長(chang)度公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)。這個(ge)(ge)公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)要被加到表(biao)3-3所示(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)數值上去,但僅僅適用于(yu)端(duan)部公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)。


表 4.jpg


  表(biao)3-5所列出的是不銹鋼鍛件公(gong)差與鍛件質(zhi)量的配合關系。


  一般鍛件毛(mao)坯加工(gong)余(yu)量所包含的內容,如圖3-5所示。


圖 5.jpg


  需要注意的是,為了(le)清(qing)楚起見,圖3-5將公差(cha)和余量放(fang)大來表示。



2. 毛坯加熱


  不銹鋼(gang)鍛造前加熱(re)可(ke)用(yong)電爐(lu),也可(ke)用(yong)火(huo)焰爐(lu)。一(yi)般(ban)生產多用(yong)火(huo)焰爐(lu),爐(lu)內氣(qi)氛應保(bao)持中性(xing)或微氧化性(xing)。


  不銹(xiu)鋼的(de)熱(re)(re)導率隨(sui)著溫(wen)度的(de)增加而增大。因此(ci),對于直徑大于100mm的(de)手壞,均應采用兩段(duan)加熱(re)(re)制度:在預熱(re)(re)階(jie)(jie)段(duan),保持(chi)800~850℃的(de)爐溫(wen)以較(jiao)慢的(de)速度加熱(re)(re);在加熱(re)(re)和均熱(re)(re)階(jie)(jie)段(duan),保持(chi)較(jiao)高爐溫(wen)(始鍛溫(wen)度上限(xian)),以便能迅速加熱(re)(re)到始鍛溫(wen)度。


  對(dui)于表(biao)面質(zhi)量要(yao)求(qiu)(qiu)較(jiao)(jiao)高的(de)精密鍛件(jian),或余量要(yao)求(qiu)(qiu)較(jiao)(jiao)少的(de)重要(yao)鍛件(jian),加熱(re)前往往在毛坯表(biao)面涂(tu)一層防護涂(tu)料(玻璃潤(run)滑劑),然后在普通加熱(re)爐內加熱(re)。


  不銹(xiu)鋼的加熱時間(jian)可以按(an)0.3~0.5min/mm計算(suan)。


3. 鍛造(zao)


  以模鍛為例,做以下說明。


  模鍛(duan)之前(qian)(qian)模具(ju)(ju)應預(yu)熱至150~200℃,有時可預(yu)熱到300℃。不(bu)銹鋼模鍛(duan)可采(cai)用單型(xing)槽(cao)或(huo)多型(xing)槽(cao)模。截面(mian)形狀有劇烈變化或(huo)形狀復雜的鍛(duan)件,必(bi)須采(cai)用預(yu)制坯的工序。不(bu)銹鋼黏(nian)性大,易粘模。因此,模鍛(duan)件的質量與模鍛(duan)過程中的潤滑密切相關。每次錘(chui)擊之前(qian)(qian),模具(ju)(ju)都必(bi)須潤滑,并要把潤滑劑(ji)涂抹均勻,以免產生表面(mian)缺陷。


  在每次錘擊之后(hou),特別是打第一錘之后(hou),一定(ding)要注意將氧(yang)化(hua)皮吹(chui)刷干凈(jing),一火(huo)不能鍛造(zao)成時(shi),在預鍛后(hou)仍需清除(chu)氧(yang)化(hua)皮。



4. 切邊


  各類不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼最好采用熱(re)切(qie)邊(bian)。熱(re)切(qie)邊(bian)通常應在不(bu)(bu)(bu)低于800℃溫度下進行(xing)。冷(leng)鍛(duan)(duan)件切(qie)邊(bian)時必(bi)須預熱(re)到(dao)900~950℃進行(xing)。沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼必(bi)須切(qie)邊(bian),以免形成毛邊(bian)裂紋。對(dui)于很薄的(de)葉(xie)片鍛(duan)(duan)件,特別是馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼鍛(duan)(duan)件,允許在退(tui)火后冷(leng)切(qie)邊(bian)。



5. 鍛后冷卻


 馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)對冷卻(que)速(su)度(du)特別敏感,為了防止產生裂紋,應(ying)采取緩(huan)冷措施(shi)。


 一(yi)般(ban)是將鍛(duan)件在200℃左右的爐(lu)(lu)墻中或石(shi)棉保溫箱中冷(leng)卻(que),或者是轉入600℃爐(lu)(lu)中保溫并隨爐(lu)(lu)冷(leng)卻(que)。


 奧氏體和(he)鐵素體不銹鋼因無相變發(fa)生,鍛后可常空冷。



6. 表面清理


 不銹鋼在制坯和終(zhong)鍛之間,在機(ji)械加工之前,均需(xu)將(jiang)氧(yang)化皮清(qing)除(chu)干凈(jing)。酸(suan)洗(xi)和噴丸都是(shi)較好(hao)的(de)清(qing)除(chu)方法,以鍛件先噴丸再進行酸(suan)洗(xi)效果會更好(hao)。若用滾筒去除(chu)氧(yang)化皮,則酸(suan)洗(xi)宜放在滾筒清(qing)理之后(hou)。