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(cong)生產(chan)角(jiao)(jiao)度考(kao)(kao)慮(lv),應該在滿足鍛(duan)(duan)件尺寸及(ji)性能(neng)要求(qiu)的(de)(de)基礎上,盡量發揮(hui)生產(chan)設(she)備的(de)(de)生產(chan)率和降低燃料及(ji)設(she)備的(de)(de)消耗。因此,選擇(ze)始鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度和終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度就成為一個綜合(he)性的(de)(de)技術問題和經濟問題。假如在較寬的(de)(de)溫(wen)(wen)度范圍都能(neng)獲得合(he)格的(de)(de)鍛(duan)(duan)件,應該從(cong)經濟角(jiao)(jiao)度來選擇(ze)合(he)理的(de)(de)鍛(duan)(duan)造工藝規程(cheng)。很明顯,溫(wen)(wen)度愈(yu)高(gao),鍛(duan)(duan)造就愈(yu)容易進(jin)行,生產(chan)率也(ye)就會(hui)愈(yu)高(gao);但是燃料的(de)(de)消耗及(ji)加(jia)熱爐的(de)(de)損耗也(ye)會(hui)愈(yu)大,因此應從(cong)這兩方面考(kao)(kao)慮(lv),進(jin)行合(he)理的(de)(de)選擇(ze)。
1. 下料(liao)
直(zhi)徑大(da)于40mm的棒材多(duo)用圓盤(pan)直(zhi)徑較(jiao)大(da)的盤(pan)鋸切割(ge),較(jiao)小(xiao)直(zhi)徑的棒材可(ke)用砂輪切割(ge)機切割(ge)。
馬氏體不銹鋼對表面(mian)缺陷十分敏感,原(yuan)料表面(mian)若有劃痕等(deng)缺陷,都會在鍛造(zao)過程中擴展成裂縫。對于表面(mian)有缺陷的棒材(cai),必須(xu)經車削(xue)剝皮或用(yong)無(wu)芯(xin)磨(mo)床磨(mo)去一層,將缺陷清除干凈后,方可進入下道工序。
一般鍛件毛坯余量由(you)幾(ji)部分構成(cheng):①. 切削加工;②. 脫模(mo)斜度;③. 厚度;④. 收(shou)縮量;⑤. 模(mo)具磨損;⑥. 模(mo)具錯位(對中)情況(kuang)。
按(an)一般鍛件來說,其長度和(he)寬度的(de)標準公差(cha)(cha)為:±0.076mm/mm。這一數值適用于直(zhi)徑(jing)。這個公差(cha)(cha)包括收縮、刻模和(he)模具拋(pao)光的(de)允許(xu)誤差(cha)(cha)。
模(mo)具磨(mo)損(sun)影響鍛(duan)(duan)件(jian)總長度和總寬度的(de)公(gong)(gong)差(cha)。余(yu)量變化的(de)大小(xiao)取決于鍛(duan)(duan)造(zao)材(cai)料(liao)和鍛(duan)(duan)件(jian)形狀。因此,對(dui)于各種鍛(duan)(duan)造(zao)材(cai)料(liao),模(mo)具磨(mo)損(sun)公(gong)(gong)差(cha)除了(le)用于長、寬公(gong)(gong)差(cha)外(wai),還(huan)被用于僅與鍛(duan)(duan)件(jian)表面有關的(de)一(yi)些尺寸,模(mo)具磨(mo)損(sun)公(gong)(gong)差(cha)不能用于中心距尺寸。
對于(yu)所有外(wai)(wai)(wai)部尺(chi)寸,包括長(chang)、寬和(he)外(wai)(wai)(wai)徑,模(mo)具(ju)的磨(mo)損公差可以(yi)(yi)(yi)這樣(yang)計算:以(yi)(yi)(yi)外(wai)(wai)(wai)輪廓的最(zui)長(chang)尺(chi)寸和(he)外(wai)(wai)(wai)徑(從平(ping)行于(yu)模(mo)具(ju)的主要分(fen)型面(mian)測得(de))乘以(yi)(yi)(yi)表(biao)3-3中的近(jin)似系數,再加正的長(chang)、寬公差值。對于(yu)外(wai)(wai)(wai)輪廓尺(chi)寸的模(mo)具(ju)磨(mo)損公差只能用正值來表(biao)示。
對于(yu)所有內(nei)部尺寸,包(bao)括長、寬和內(nei)徑,模具的(de)(de)磨損公差可以由最(zui)大的(de)(de)內(nei)部長度或內(nei)徑乘以上述系數求得(de),這個數值(zhi)(zhi)只能用負(fu)值(zhi)(zhi)來(lai)表示。無論是內(nei)部還是外部尺寸,每一(yi)表面的(de)(de)模具磨損公差均為計算(suan)值(zhi)(zhi)的(de)(de)0.5。
一般鍛(duan)件(jian)的(de)標(biao)準厚度公差隨鍛(duan)件(jian)的(de)質(zhi)量增加而增大。例如,一個(ge)6.8 kg的(de)鍛(duan)件(jian),其厚度公差為(wei)(wei)(外(wai))+1.59mm,(內)-0.79mm;那(nei)么質(zhi)量為(wei)(wei)90.72kg的(de)鍛(duan)件(jian),其厚度公差則為(wei)(wei)(外(wai))+3.97mm,(內)-2.38mm。
厚(hou)度(du)公(gong)(gong)差與模(mo)具(ju)閉合公(gong)(gong)差是(shi)兩個相同的(de)用語,對于300系列和400系列不銹鋼,這種公(gong)(gong)差數(shu)值(zhi)是(shi)不同的(de),如表(biao)3-4所(suo)示。從(cong)分型(xing)縱向(xiang)延伸(shen)15.25cm以上的(de)鍛件端部公(gong)(gong)差,包括了模(mo)具(ju)閉合公(gong)(gong)差以及±0.076mm/mm的(de)長度(du)公(gong)(gong)差。這個公(gong)(gong)差要被加到表(biao)3-3所(suo)示的(de)數(shu)值(zhi)上去(qu),但僅(jin)僅(jin)適用于端部公(gong)(gong)差。
表3-5所列出的是不銹鋼鍛(duan)件公差與鍛(duan)件質量的配合關系。
一般鍛件毛坯加工余量所包(bao)含的(de)內容,如圖3-5所示。
需要注意(yi)的是,為了清楚(chu)起(qi)見,圖3-5將公差和余量(liang)放(fang)大來表(biao)示。
2. 毛坯加(jia)熱
不銹鋼鍛造(zao)前加熱可用電爐(lu),也可用火焰爐(lu)。一般生產多用火焰爐(lu),爐(lu)內氣氛應保持(chi)中性或微(wei)氧化性。
不(bu)銹鋼的(de)熱(re)(re)導率隨著溫(wen)度(du)的(de)增加(jia)而(er)增大。因此,對(dui)于(yu)直徑(jing)大于(yu)100mm的(de)手壞,均(jun)應采用兩段(duan)加(jia)熱(re)(re)制度(du):在預熱(re)(re)階段(duan),保持800~850℃的(de)爐(lu)溫(wen)以(yi)較(jiao)慢的(de)速度(du)加(jia)熱(re)(re);在加(jia)熱(re)(re)和均(jun)熱(re)(re)階段(duan),保持較(jiao)高爐(lu)溫(wen)(始鍛溫(wen)度(du)上限),以(yi)便(bian)能迅速加(jia)熱(re)(re)到始鍛溫(wen)度(du)。
對于表面質量(liang)要求(qiu)較高的(de)精密鍛(duan)件,或余量(liang)要求(qiu)較少的(de)重要鍛(duan)件,加(jia)熱(re)前往(wang)往(wang)在毛坯表面涂(tu)(tu)一層防護涂(tu)(tu)料(玻璃(li)潤滑劑(ji)),然后在普(pu)通(tong)加(jia)熱(re)爐內加(jia)熱(re)。
不銹鋼的加(jia)熱時間(jian)可以(yi)按0.3~0.5min/mm計算(suan)。
3. 鍛造
以模鍛為(wei)例,做以下(xia)說(shuo)明。
模(mo)鍛(duan)(duan)之前模(mo)具(ju)應(ying)預(yu)熱至150~200℃,有時可預(yu)熱到300℃。不銹鋼(gang)(gang)模(mo)鍛(duan)(duan)可采(cai)(cai)用單型(xing)槽(cao)或(huo)(huo)多(duo)型(xing)槽(cao)模(mo)。截面(mian)形狀有劇烈變化或(huo)(huo)形狀復雜的鍛(duan)(duan)件(jian),必須(xu)采(cai)(cai)用預(yu)制坯的工序。不銹鋼(gang)(gang)黏(nian)性(xing)大,易粘(zhan)模(mo)。因此,模(mo)鍛(duan)(duan)件(jian)的質(zhi)量與模(mo)鍛(duan)(duan)過程(cheng)中的潤(run)滑(hua)密切相關。每(mei)次(ci)錘擊之前,模(mo)具(ju)都必須(xu)潤(run)滑(hua),并要把(ba)潤(run)滑(hua)劑涂抹均勻,以(yi)免(mian)產生表面(mian)缺陷。
在(zai)每次錘擊之(zhi)后(hou)(hou),特別(bie)是打第一錘之(zhi)后(hou)(hou),一定要(yao)注意將(jiang)氧化皮吹刷干凈,一火不(bu)能(neng)鍛造(zao)成時,在(zai)預(yu)鍛后(hou)(hou)仍需清除(chu)氧化皮。
4. 切邊
各類不銹鋼最好(hao)采用熱切(qie)(qie)邊。熱切(qie)(qie)邊通常應在(zai)(zai)不低于800℃溫度下進(jin)行。冷(leng)鍛件(jian)(jian)切(qie)(qie)邊時必須預熱到900~950℃進(jin)行。沉淀硬化不銹鋼必須切(qie)(qie)邊,以免形成(cheng)毛邊裂紋。對于很(hen)薄的葉片鍛件(jian)(jian),特別(bie)是馬氏(shi)體不銹鋼鍛件(jian)(jian),允許在(zai)(zai)退火(huo)后冷(leng)切(qie)(qie)邊。
5. 鍛后冷卻(que)
馬氏體不銹鋼對(dui)冷卻速度特別敏感(gan),為了防止產生(sheng)裂紋,應采取緩(huan)冷措施。
一般是將(jiang)鍛件在200℃左右(you)的(de)爐(lu)墻(qiang)中(zhong)或(huo)石棉(mian)保(bao)溫箱中(zhong)冷卻,或(huo)者是轉入600℃爐(lu)中(zhong)保(bao)溫并隨爐(lu)冷卻。
奧氏體和鐵素(su)體不銹鋼(gang)因(yin)無(wu)相變發生(sheng),鍛后可常空冷。
6. 表(biao)面清理
不銹(xiu)鋼在制坯和(he)終鍛之(zhi)間,在機械加工之(zhi)前,均(jun)需將(jiang)氧化(hua)皮(pi)清除干凈。酸洗(xi)和(he)噴丸(wan)都(dou)是較好(hao)的清除方法(fa),以鍛件先噴丸(wan)再進行酸洗(xi)效(xiao)果(guo)會更好(hao)。若用(yong)滾筒去除氧化(hua)皮(pi),則酸洗(xi)宜放在滾筒清理之(zhi)后。