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。
從生產(chan)(chan)角(jiao)(jiao)度(du)(du)考慮,應(ying)該在滿足(zu)鍛(duan)(duan)件尺寸及(ji)性能(neng)要求的(de)基礎上(shang),盡量發(fa)揮(hui)生產(chan)(chan)設(she)備的(de)生產(chan)(chan)率和(he)降低燃料及(ji)設(she)備的(de)消(xiao)耗(hao)。因此,選擇(ze)始(shi)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)和(he)終鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)就成(cheng)為一個綜合性的(de)技術問(wen)題(ti)和(he)經濟問(wen)題(ti)。假如(ru)在較寬的(de)溫(wen)度(du)(du)范圍(wei)都能(neng)獲得合格的(de)鍛(duan)(duan)件,應(ying)該從經濟角(jiao)(jiao)度(du)(du)來選擇(ze)合理的(de)鍛(duan)(duan)造工藝規程。很明顯,溫(wen)度(du)(du)愈高(gao),鍛(duan)(duan)造就愈容易進行,生產(chan)(chan)率也就會愈高(gao);但是燃料的(de)消(xiao)耗(hao)及(ji)加(jia)熱(re)爐的(de)損耗(hao)也會愈大,因此應(ying)從這兩(liang)方面考慮,進行合理的(de)選擇(ze)。
1. 下料
直(zhi)徑(jing)大于(yu)40mm的棒材(cai)多(duo)用(yong)圓盤直(zhi)徑(jing)較(jiao)大的盤鋸切(qie)割,較(jiao)小(xiao)直(zhi)徑(jing)的棒材(cai)可用(yong)砂輪切(qie)割機(ji)切(qie)割。
馬氏體不銹(xiu)鋼對表(biao)面缺(que)(que)陷十分敏感(gan),原料表(biao)面若有劃痕等(deng)缺(que)(que)陷,都會在鍛造(zao)過程(cheng)中(zhong)擴展成裂縫。對于表(biao)面有缺(que)(que)陷的(de)棒材(cai),必(bi)須經車削剝(bo)皮或用無(wu)芯磨床(chuang)磨去(qu)一層,將(jiang)缺(que)(que)陷清除干凈后,方(fang)可(ke)進入下道工序。
一(yi)般鍛件毛(mao)坯余量(liang)由(you)幾部分構成:①. 切削加工;②. 脫模斜度(du);③. 厚度(du);④. 收縮(suo)量(liang);⑤. 模具(ju)磨損;⑥. 模具(ju)錯位(wei)(對中)情況(kuang)。
按(an)一(yi)般鍛(duan)件來說,其長度和寬度的標準(zhun)公(gong)差為:±0.076mm/mm。這一(yi)數值適用于直徑。這個公(gong)差包括(kuo)收(shou)縮、刻模和模具拋光的允許誤差。
模具磨(mo)損影響鍛(duan)件總長(chang)度和總寬(kuan)度的(de)公(gong)差。余量變化的(de)大小取決于(yu)(yu)鍛(duan)造(zao)材(cai)(cai)料(liao)和鍛(duan)件形狀(zhuang)。因此,對于(yu)(yu)各(ge)種鍛(duan)造(zao)材(cai)(cai)料(liao),模具磨(mo)損公(gong)差除了用于(yu)(yu)長(chang)、寬(kuan)公(gong)差外,還(huan)被用于(yu)(yu)僅與鍛(duan)件表面有關的(de)一些(xie)尺寸,模具磨(mo)損公(gong)差不能用于(yu)(yu)中心(xin)距尺寸。
對于(yu)所(suo)有外部(bu)尺(chi)寸(cun),包括長(chang)、寬(kuan)和外徑,模(mo)具的(de)磨損公差可以(yi)這(zhe)樣計算(suan):以(yi)外輪廓(kuo)的(de)最長(chang)尺(chi)寸(cun)和外徑(從平行(xing)于(yu)模(mo)具的(de)主要分(fen)型(xing)面測得(de))乘以(yi)表3-3中的(de)近(jin)似系(xi)數(shu),再(zai)加正的(de)長(chang)、寬(kuan)公差值(zhi)。對于(yu)外輪廓(kuo)尺(chi)寸(cun)的(de)模(mo)具磨損公差只能用正值(zhi)來表示(shi)。

對于所有(you)內部(bu)尺寸(cun),包括長、寬和內徑,模(mo)具的(de)磨損(sun)公差(cha)(cha)可以(yi)由最大的(de)內部(bu)長度或(huo)內徑乘以(yi)上述(shu)系數求得,這個(ge)數值(zhi)只(zhi)能用負值(zhi)來表(biao)示。無(wu)論(lun)是內部(bu)還(huan)是外部(bu)尺寸(cun),每一表(biao)面的(de)模(mo)具磨損(sun)公差(cha)(cha)均為計(ji)算值(zhi)的(de)0.5。
一般鍛(duan)(duan)件(jian)的標準厚度(du)公差隨鍛(duan)(duan)件(jian)的質量增加而(er)增大。例如,一個6.8 kg的鍛(duan)(duan)件(jian),其厚度(du)公差為(wei)(wei)(外(wai))+1.59mm,(內(nei))-0.79mm;那(nei)么質量為(wei)(wei)90.72kg的鍛(duan)(duan)件(jian),其厚度(du)公差則為(wei)(wei)(外(wai))+3.97mm,(內(nei))-2.38mm。
厚度(du)公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)與模(mo)具閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)是(shi)兩個相同(tong)的(de)用語,對于(yu)300系列(lie)和400系列(lie)不銹鋼,這(zhe)種公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)數(shu)值是(shi)不同(tong)的(de),如表(biao)3-4所(suo)(suo)示(shi)。從分(fen)型縱向延伸(shen)15.25cm以(yi)上的(de)鍛件端部(bu)公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha),包括了模(mo)具閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)以(yi)及±0.076mm/mm的(de)長度(du)公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)。這(zhe)個公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)要(yao)被加到表(biao)3-3所(suo)(suo)示(shi)的(de)數(shu)值上去,但僅(jin)僅(jin)適用于(yu)端部(bu)公(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)。

表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(duan)件(jian)毛坯加工(gong)余量(liang)所包含的內容,如(ru)圖3-5所示。

需要注意的是,為了清楚起(qi)見,圖3-5將公差(cha)和余(yu)量放大來表示(shi)。
2. 毛(mao)坯加(jia)熱
不銹鋼鍛造前(qian)加熱(re)可用電爐(lu),也可用火(huo)焰(yan)爐(lu)。一般生產多用火(huo)焰(yan)爐(lu),爐(lu)內氣氛應保持中性(xing)或(huo)微氧化性(xing)。
不銹鋼(gang)的(de)熱(re)(re)導(dao)率隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)增加(jia)而增大。因此,對(dui)于直徑大于100mm的(de)手壞,均(jun)應采用兩(liang)段加(jia)熱(re)(re)制度(du):在(zai)預熱(re)(re)階(jie)段,保(bao)持800~850℃的(de)爐(lu)溫(wen)(wen)以較慢的(de)速度(du)加(jia)熱(re)(re);在(zai)加(jia)熱(re)(re)和均(jun)熱(re)(re)階(jie)段,保(bao)持較高(gao)爐(lu)溫(wen)(wen)(始鍛溫(wen)(wen)度(du)上限),以便能迅速加(jia)熱(re)(re)到始鍛溫(wen)(wen)度(du)。
對(dui)于(yu)表面質量要(yao)求(qiu)(qiu)較高(gao)的精密鍛(duan)件,或余量要(yao)求(qiu)(qiu)較少的重要(yao)鍛(duan)件,加(jia)熱(re)前往往在毛坯表面涂一層防(fang)護涂料(玻璃潤滑劑),然后在普(pu)通(tong)加(jia)熱(re)爐內加(jia)熱(re)。
不銹鋼(gang)的加熱時間可以按0.3~0.5min/mm計算(suan)。
3. 鍛造(zao)
以模(mo)鍛為例,做以下說明。
模(mo)(mo)鍛之前(qian)模(mo)(mo)具應預(yu)熱至150~200℃,有時(shi)可預(yu)熱到300℃。不銹鋼模(mo)(mo)鍛可采(cai)用(yong)(yong)單型槽(cao)或多型槽(cao)模(mo)(mo)。截面形(xing)狀有劇烈(lie)變化或形(xing)狀復雜的(de)(de)鍛件,必須采(cai)用(yong)(yong)預(yu)制坯(pi)的(de)(de)工(gong)序(xu)。不銹鋼黏性大,易粘模(mo)(mo)。因此,模(mo)(mo)鍛件的(de)(de)質量(liang)與模(mo)(mo)鍛過程中的(de)(de)潤(run)滑(hua)密切相關。每(mei)次錘(chui)擊之前(qian),模(mo)(mo)具都(dou)必須潤(run)滑(hua),并(bing)要把(ba)潤(run)滑(hua)劑涂抹均勻,以免產生表(biao)面缺陷(xian)。
在每次錘(chui)擊之后(hou),特(te)別是打第(di)一(yi)錘(chui)之后(hou),一(yi)定要注意將氧化皮(pi)吹刷干凈,一(yi)火不能鍛造成時,在預(yu)鍛后(hou)仍需(xu)清除氧化皮(pi)。
4. 切邊(bian)
各(ge)類不(bu)銹(xiu)鋼最好采(cai)用熱切邊(bian)。熱切邊(bian)通(tong)常應在(zai)不(bu)低于(yu)800℃溫度下(xia)進(jin)行。冷(leng)鍛件切邊(bian)時必須(xu)(xu)預熱到900~950℃進(jin)行。沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼必須(xu)(xu)切邊(bian),以免形(xing)成毛(mao)邊(bian)裂(lie)紋。對于(yu)很薄的葉(xie)片鍛件,特別是馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼鍛件,允許在(zai)退火后冷(leng)切邊(bian)。
5. 鍛后(hou)冷(leng)卻
馬氏體不銹鋼對(dui)冷卻(que)速度特別敏(min)感(gan),為了(le)防止產生裂紋,應(ying)采取緩冷措施(shi)。
一般是(shi)將(jiang)鍛件在200℃左右的(de)爐(lu)墻中或石棉保溫箱(xiang)中冷(leng)(leng)卻,或者是(shi)轉(zhuan)入600℃爐(lu)中保溫并(bing)隨爐(lu)冷(leng)(leng)卻。
奧氏體和鐵素體不銹鋼因無(wu)相變(bian)發(fa)生,鍛后可常(chang)空(kong)冷(leng)。
6. 表面清理(li)
不銹鋼在制(zhi)坯和終鍛之(zhi)間(jian),在機械加工之(zhi)前,均需(xu)將(jiang)氧(yang)化皮清除干(gan)凈。酸洗(xi)和噴丸都是較(jiao)好的(de)清除方法,以鍛件先(xian)噴丸再進行(xing)酸洗(xi)效果(guo)會更好。若用滾筒去除氧(yang)化皮,則(ze)酸洗(xi)宜(yi)放在滾筒清理之(zhi)后。


 
		