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)(cong)生產角(jiao)度考(kao)慮(lv)(lv),應(ying)該(gai)在滿足(zu)鍛件(jian)尺寸及(ji)性能要求的(de)基礎上(shang),盡量發揮生產設備(bei)的(de)生產率和(he)降低燃(ran)料及(ji)設備(bei)的(de)消耗。因此(ci),選(xuan)擇(ze)始鍛溫度和(he)終(zhong)鍛溫度就成(cheng)為一個(ge)綜合(he)性的(de)技術問題和(he)經(jing)濟問題。假如在較寬的(de)溫度范(fan)圍都能獲得合(he)格的(de)鍛件(jian),應(ying)該(gai)從(cong)(cong)經(jing)濟角(jiao)度來選(xuan)擇(ze)合(he)理(li)的(de)鍛造工藝規(gui)程。很明(ming)顯,溫度愈(yu)(yu)高,鍛造就愈(yu)(yu)容易進行,生產率也就會愈(yu)(yu)高;但是燃(ran)料的(de)消耗及(ji)加熱(re)爐的(de)損耗也會愈(yu)(yu)大,因此(ci)應(ying)從(cong)(cong)這(zhe)兩方面考(kao)慮(lv)(lv),進行合(he)理(li)的(de)選(xuan)擇(ze)。
1. 下料
直(zhi)(zhi)徑(jing)大于40mm的棒(bang)(bang)材(cai)多用圓盤直(zhi)(zhi)徑(jing)較大的盤鋸切割,較小直(zhi)(zhi)徑(jing)的棒(bang)(bang)材(cai)可用砂輪切割機切割。
馬氏體不銹鋼對表面缺(que)(que)陷(xian)十分敏感,原(yuan)料表面若(ruo)有劃痕(hen)等缺(que)(que)陷(xian),都會在鍛造過(guo)程中擴展成裂縫。對于表面有缺(que)(que)陷(xian)的(de)棒材,必須經車削剝皮或用無(wu)芯磨(mo)床磨(mo)去一層,將缺(que)(que)陷(xian)清除干凈后,方可進(jin)入下道工序。
一般鍛件毛坯(pi)余量由幾部分(fen)構成:①. 切削加(jia)工;②. 脫模(mo)斜度(du);③. 厚(hou)度(du);④. 收縮(suo)量;⑤. 模(mo)具磨(mo)損;⑥. 模(mo)具錯(cuo)位(對中(zhong))情況。
按一(yi)般鍛件來(lai)說,其長(chang)度(du)和寬度(du)的(de)標準公差為:±0.076mm/mm。這一(yi)數(shu)值適用(yong)于直徑。這個公差包括收縮、刻(ke)模(mo)(mo)和模(mo)(mo)具拋光的(de)允許誤差。
模(mo)(mo)具(ju)磨損(sun)(sun)影響(xiang)鍛件(jian)總長度和(he)總寬度的(de)(de)公(gong)差。余(yu)量變化的(de)(de)大小取(qu)決于(yu)鍛造材(cai)料和(he)鍛件(jian)形(xing)狀。因此,對于(yu)各(ge)種鍛造材(cai)料,模(mo)(mo)具(ju)磨損(sun)(sun)公(gong)差除了用(yong)于(yu)長、寬公(gong)差外,還被用(yong)于(yu)僅與鍛件(jian)表(biao)面有(you)關的(de)(de)一些(xie)尺寸(cun),模(mo)(mo)具(ju)磨損(sun)(sun)公(gong)差不能用(yong)于(yu)中(zhong)心距尺寸(cun)。
對(dui)(dui)于所有外(wai)(wai)部尺(chi)寸(cun)(cun),包(bao)括長(chang)(chang)、寬(kuan)和(he)(he)外(wai)(wai)徑(jing),模(mo)具的磨損公差可以這(zhe)樣計(ji)算:以外(wai)(wai)輪(lun)廓(kuo)的最(zui)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)(cun)和(he)(he)外(wai)(wai)徑(jing)(從平行于模(mo)具的主(zhu)要分型面測(ce)得(de))乘以表(biao)3-3中的近似系數(shu),再加正(zheng)(zheng)的長(chang)(chang)、寬(kuan)公差值。對(dui)(dui)于外(wai)(wai)輪(lun)廓(kuo)尺(chi)寸(cun)(cun)的模(mo)具磨損公差只(zhi)能用正(zheng)(zheng)值來(lai)表(biao)示(shi)。
對于(yu)所(suo)有內(nei)部(bu)尺寸,包括(kuo)長、寬和內(nei)徑(jing),模具的(de)磨(mo)損公差可(ke)以(yi)由(you)最大(da)的(de)內(nei)部(bu)長度或內(nei)徑(jing)乘以(yi)上述系數求得,這個數值(zhi)只能用負值(zhi)來(lai)表示(shi)。無論是(shi)內(nei)部(bu)還是(shi)外部(bu)尺寸,每一表面(mian)的(de)模具磨(mo)損公差均為計算值(zhi)的(de)0.5。
一般鍛(duan)(duan)件(jian)的(de)標準厚(hou)(hou)度(du)公差隨鍛(duan)(duan)件(jian)的(de)質量增(zeng)加而增(zeng)大。例(li)如,一個6.8 kg的(de)鍛(duan)(duan)件(jian),其厚(hou)(hou)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(de)鍛(duan)(duan)件(jian),其厚(hou)(hou)度(du)公差則為(wei)(wei)(外(wai))+3.97mm,(內(nei))-2.38mm。
厚度公差(cha)與模具閉合(he)公差(cha)是兩(liang)個相同的用語,對(dui)于300系(xi)列和(he)400系(xi)列不銹鋼,這(zhe)(zhe)種公差(cha)數值是不同的,如表3-4所(suo)示(shi)。從分型縱向延伸(shen)15.25cm以(yi)上(shang)的鍛件端(duan)部公差(cha),包括了模具閉合(he)公差(cha)以(yi)及±0.076mm/mm的長度公差(cha)。這(zhe)(zhe)個公差(cha)要(yao)被加到表3-3所(suo)示(shi)的數值上(shang)去(qu),但(dan)僅(jin)僅(jin)適用于端(duan)部公差(cha)。
表3-5所列出的是不(bu)銹鋼(gang)鍛(duan)件公差與鍛(duan)件質(zhi)量(liang)的配合關系。
一般鍛件毛(mao)坯(pi)加工余(yu)量所(suo)包含的(de)內容,如圖3-5所(suo)示。
需要注意的是(shi),為了(le)清(qing)楚起見,圖3-5將公(gong)差和余量放大來(lai)表示。
2. 毛坯加熱
不銹鋼鍛造前(qian)加熱可用(yong)電(dian)爐(lu),也可用(yong)火焰爐(lu)。一(yi)般生(sheng)產(chan)多用(yong)火焰爐(lu),爐(lu)內氣氛應保持中性或微(wei)氧化性。
不銹鋼(gang)的(de)熱(re)導率隨著溫度的(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)大。因此,對于直徑(jing)大于100mm的(de)手壞,均應采用(yong)兩段(duan)加熱(re)制度:在預熱(re)階(jie)段(duan),保(bao)持800~850℃的(de)爐(lu)溫以較慢的(de)速度加熱(re);在加熱(re)和均熱(re)階(jie)段(duan),保(bao)持較高爐(lu)溫(始鍛(duan)溫度上(shang)限),以便能迅速加熱(re)到始鍛(duan)溫度。
對于表面(mian)質(zhi)量要求(qiu)(qiu)較高的(de)精(jing)密鍛件,或余量要求(qiu)(qiu)較少的(de)重要鍛件,加(jia)熱前往往在毛(mao)坯(pi)表面(mian)涂(tu)一層防護涂(tu)料(玻璃潤滑劑),然后在普通加(jia)熱爐內加(jia)熱。
不(bu)銹(xiu)鋼的加熱時(shi)間可以按0.3~0.5min/mm計(ji)算。
3. 鍛(duan)造
以模鍛(duan)為例,做以下說(shuo)明。
模鍛之前模具應(ying)預熱至150~200℃,有時可預熱到(dao)300℃。不(bu)銹(xiu)鋼模鍛可采用(yong)單型槽(cao)或多型槽(cao)模。截面形狀(zhuang)有劇(ju)烈(lie)變化(hua)或形狀(zhuang)復雜(za)的(de)鍛件,必須(xu)采用(yong)預制(zhi)坯的(de)工序。不(bu)銹(xiu)鋼黏(nian)性大,易(yi)粘模。因(yin)此,模鍛件的(de)質量與(yu)模鍛過程中的(de)潤(run)滑(hua)密(mi)切(qie)相關。每次錘擊之前,模具都(dou)必須(xu)潤(run)滑(hua),并要把(ba)潤(run)滑(hua)劑涂抹均勻,以免產生表面缺陷。
在每次錘(chui)(chui)擊之后,特別是打(da)第一錘(chui)(chui)之后,一定要(yao)注意(yi)將氧化(hua)皮吹刷干凈(jing),一火不能鍛造成時,在預鍛后仍(reng)需清除氧化(hua)皮。
4. 切邊
各類不銹鋼最好采用熱(re)(re)切邊。熱(re)(re)切邊通常(chang)應(ying)在(zai)不低(di)于800℃溫(wen)度下進行(xing)(xing)。冷(leng)鍛件(jian)切邊時必(bi)(bi)須(xu)預熱(re)(re)到900~950℃進行(xing)(xing)。沉淀硬化不銹鋼必(bi)(bi)須(xu)切邊,以免形成毛邊裂紋。對于很(hen)薄的葉片鍛件(jian),特別是馬氏體不銹鋼鍛件(jian),允許在(zai)退火(huo)后冷(leng)切邊。
5. 鍛后冷卻
馬氏體不銹(xiu)鋼對冷卻速度特別敏感,為了防(fang)止產生裂(lie)紋,應(ying)采取緩冷措施(shi)。
一般是將鍛件(jian)在200℃左右的爐墻中(zhong)或(huo)石棉保溫箱(xiang)中(zhong)冷卻(que),或(huo)者是轉入600℃爐中(zhong)保溫并隨爐冷卻(que)。
奧氏體和鐵素體不銹鋼因(yin)無相變發生,鍛后可常空冷。
6. 表面清理
不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)制坯和終鍛之間,在(zai)(zai)機械加工之前,均(jun)需將氧化皮清(qing)除(chu)干凈。酸(suan)洗(xi)(xi)和噴丸都是較好的(de)清(qing)除(chu)方法,以鍛件先噴丸再進行酸(suan)洗(xi)(xi)效果會更好。若(ruo)用(yong)滾(gun)筒去除(chu)氧化皮,則酸(suan)洗(xi)(xi)宜放在(zai)(zai)滾(gun)筒清(qing)理(li)之后。