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)(chan)角度(du)(du)考慮,應(ying)該在(zai)滿(man)足鍛(duan)(duan)件(jian)尺(chi)寸及(ji)性能(neng)要求的(de)(de)基礎上,盡量(liang)發揮生(sheng)產(chan)(chan)設(she)備的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)率(lv)和降低燃料及(ji)設(she)備的(de)(de)消(xiao)耗(hao)。因此(ci),選(xuan)(xuan)擇始鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)和終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)就成為一個綜合(he)性的(de)(de)技術(shu)問題和經濟(ji)問題。假如在(zai)較寬的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)范圍都能(neng)獲得(de)合(he)格的(de)(de)鍛(duan)(duan)件(jian),應(ying)該從經濟(ji)角度(du)(du)來選(xuan)(xuan)擇合(he)理的(de)(de)鍛(duan)(duan)造(zao)工藝規程(cheng)。很明顯,溫(wen)度(du)(du)愈(yu)高,鍛(duan)(duan)造(zao)就愈(yu)容易進行(xing),生(sheng)產(chan)(chan)率(lv)也就會愈(yu)高;但是燃料的(de)(de)消(xiao)耗(hao)及(ji)加熱爐的(de)(de)損耗(hao)也會愈(yu)大,因此(ci)應(ying)從這兩方面(mian)考慮,進行(xing)合(he)理的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇。
1. 下料
直徑(jing)大(da)于40mm的棒(bang)材多用圓盤直徑(jing)較大(da)的盤鋸切(qie)割,較小直徑(jing)的棒(bang)材可用砂輪切(qie)割機(ji)切(qie)割。
馬氏(shi)體不銹鋼(gang)對(dui)表(biao)面缺陷(xian)十分(fen)敏感(gan),原料表(biao)面若有(you)(you)劃痕等(deng)缺陷(xian),都(dou)會在鍛造過(guo)程中擴展成(cheng)裂縫。對(dui)于表(biao)面有(you)(you)缺陷(xian)的棒(bang)材,必須經車削剝皮或用無芯磨(mo)床磨(mo)去一層,將缺陷(xian)清除干凈后,方可進入下道工序。
一(yi)般鍛件毛坯余(yu)量由(you)幾部分構成:①. 切(qie)削(xue)加工;②. 脫模斜度;③. 厚度;④. 收縮量;⑤. 模具磨損(sun);⑥. 模具錯(cuo)位(對中)情況。
按(an)一般鍛件來說,其長(chang)度(du)和寬(kuan)度(du)的標準公(gong)差(cha)為:±0.076mm/mm。這(zhe)一數值適用于直(zhi)徑。這(zhe)個公(gong)差(cha)包括收縮、刻模(mo)和模(mo)具拋光(guang)的允許誤(wu)差(cha)。
模(mo)具磨(mo)(mo)損影響(xiang)鍛(duan)(duan)件(jian)總長(chang)度(du)和(he)總寬度(du)的公(gong)差。余量變化的大小(xiao)取決于(yu)鍛(duan)(duan)造材料和(he)鍛(duan)(duan)件(jian)形狀。因此(ci),對于(yu)各種鍛(duan)(duan)造材料,模(mo)具磨(mo)(mo)損公(gong)差除了用于(yu)長(chang)、寬公(gong)差外,還被用于(yu)僅與鍛(duan)(duan)件(jian)表面有關的一(yi)些(xie)尺寸(cun),模(mo)具磨(mo)(mo)損公(gong)差不(bu)能用于(yu)中心距尺寸(cun)。
對于(yu)所(suo)有外部尺(chi)(chi)寸,包(bao)括長、寬(kuan)和外徑,模(mo)具(ju)的(de)磨(mo)損(sun)公差可以這樣計算:以外輪廓的(de)最長尺(chi)(chi)寸和外徑(從平行(xing)于(yu)模(mo)具(ju)的(de)主要分型(xing)面(mian)測得)乘以表3-3中的(de)近似(si)系數,再加正的(de)長、寬(kuan)公差值(zhi)。對于(yu)外輪廓尺(chi)(chi)寸的(de)模(mo)具(ju)磨(mo)損(sun)公差只能用正值(zhi)來表示。
對于所有內部(bu)(bu)(bu)尺寸,包(bao)括(kuo)長(chang)、寬(kuan)和內徑(jing),模具的(de)磨損公差可以由最大(da)的(de)內部(bu)(bu)(bu)長(chang)度或內徑(jing)乘以上(shang)述(shu)系數求(qiu)得,這個數值只能用(yong)負值來表(biao)(biao)示。無論是(shi)內部(bu)(bu)(bu)還(huan)是(shi)外部(bu)(bu)(bu)尺寸,每一表(biao)(biao)面的(de)模具磨損公差均為計算(suan)值的(de)0.5。
一般鍛(duan)件的(de)標準厚度公差(cha)隨鍛(duan)件的(de)質(zhi)量(liang)(liang)增(zeng)加(jia)而增(zeng)大。例(li)如,一個6.8 kg的(de)鍛(duan)件,其厚度公差(cha)為(外(wai))+1.59mm,(內)-0.79mm;那么質(zhi)量(liang)(liang)為90.72kg的(de)鍛(duan)件,其厚度公差(cha)則為(外(wai))+3.97mm,(內)-2.38mm。
厚度公(gong)(gong)差(cha)與模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)是(shi)兩個(ge)相(xiang)同的用語(yu),對于(yu)300系(xi)列(lie)和400系(xi)列(lie)不(bu)(bu)銹鋼,這種公(gong)(gong)差(cha)數(shu)值是(shi)不(bu)(bu)同的,如表(biao)3-4所(suo)示(shi)。從分(fen)型(xing)縱向(xiang)延伸15.25cm以上的鍛件(jian)端部公(gong)(gong)差(cha),包括了(le)模(mo)具(ju)閉(bi)合公(gong)(gong)差(cha)以及±0.076mm/mm的長度公(gong)(gong)差(cha)。這個(ge)公(gong)(gong)差(cha)要被加(jia)到表(biao)3-3所(suo)示(shi)的數(shu)值上去,但(dan)僅(jin)僅(jin)適用于(yu)端部公(gong)(gong)差(cha)。
表3-5所列(lie)出的(de)是不(bu)銹鋼鍛件公差與鍛件質量(liang)的(de)配(pei)合關系(xi)。
一般鍛(duan)件(jian)毛坯加工(gong)余量所(suo)包含的內容(rong),如圖3-5所(suo)示。
需要(yao)注意的是,為了清楚起見,圖3-5將公差和(he)余量放大來表示(shi)。
2. 毛坯(pi)加熱(re)
不銹(xiu)鋼鍛造前加(jia)熱可用電爐,也可用火焰(yan)(yan)爐。一般生產多(duo)用火焰(yan)(yan)爐,爐內氣(qi)氛應(ying)保持(chi)中性或(huo)微氧化(hua)性。
不(bu)銹鋼的(de)熱(re)導率(lv)隨著溫(wen)度的(de)增(zeng)加而增(zeng)大(da)。因此,對于直(zhi)徑(jing)大(da)于100mm的(de)手壞(huai),均(jun)應采用兩段(duan)(duan)加熱(re)制度:在預熱(re)階段(duan)(duan),保持800~850℃的(de)爐溫(wen)以較慢(man)的(de)速(su)度加熱(re);在加熱(re)和均(jun)熱(re)階段(duan)(duan),保持較高爐溫(wen)(始鍛(duan)溫(wen)度上(shang)限),以便(bian)能(neng)迅速(su)加熱(re)到始鍛(duan)溫(wen)度。
對于(yu)表(biao)面質量(liang)要(yao)求較高(gao)的(de)(de)精(jing)密鍛件,或余量(liang)要(yao)求較少的(de)(de)重要(yao)鍛件,加(jia)熱前往往在毛坯表(biao)面涂(tu)一(yi)層防護涂(tu)料(玻(bo)璃潤(run)滑劑),然后在普通加(jia)熱爐內加(jia)熱。
不(bu)銹鋼的加熱時間(jian)可以按0.3~0.5min/mm計(ji)算(suan)。
3. 鍛造
以(yi)模鍛為(wei)例,做(zuo)以(yi)下(xia)說明。
模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)之(zhi)前模(mo)(mo)(mo)具應預(yu)(yu)熱至150~200℃,有(you)時可預(yu)(yu)熱到300℃。不(bu)(bu)銹鋼(gang)模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)可采用(yong)單型槽或多型槽模(mo)(mo)(mo)。截(jie)面形狀有(you)劇烈變(bian)化(hua)或形狀復(fu)雜(za)的(de)鍛(duan)件,必須采用(yong)預(yu)(yu)制坯的(de)工序。不(bu)(bu)銹鋼(gang)黏性大,易粘模(mo)(mo)(mo)。因此,模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)件的(de)質量(liang)與模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)過程中的(de)潤(run)滑密切相關。每(mei)次錘擊之(zhi)前,模(mo)(mo)(mo)具都(dou)必須潤(run)滑,并要把(ba)潤(run)滑劑(ji)涂抹均勻,以免產生表面缺陷。
在每次錘擊之后,特別是打第一(yi)錘之后,一(yi)定要注意將氧化(hua)(hua)皮吹刷干(gan)凈,一(yi)火不能(neng)鍛造(zao)成時,在預鍛后仍需清(qing)除氧化(hua)(hua)皮。
4. 切邊
各類不銹鋼最好采用熱切邊(bian)(bian)(bian)。熱切邊(bian)(bian)(bian)通(tong)常應在不低于(yu)800℃溫度下進行(xing)。冷鍛(duan)(duan)件切邊(bian)(bian)(bian)時必須(xu)預熱到900~950℃進行(xing)。沉淀硬化不銹鋼必須(xu)切邊(bian)(bian)(bian),以免形(xing)成毛邊(bian)(bian)(bian)裂紋。對于(yu)很(hen)薄的(de)葉(xie)片鍛(duan)(duan)件,特別是馬氏體(ti)不銹鋼鍛(duan)(duan)件,允(yun)許在退火后冷切邊(bian)(bian)(bian)。
5. 鍛后冷卻
馬氏體不銹鋼對冷(leng)卻速度特別(bie)敏感,為(wei)了防止(zhi)產(chan)生裂紋,應(ying)采取緩冷(leng)措施。
一般是將鍛件在200℃左右(you)的爐墻中或(huo)(huo)石棉保(bao)溫(wen)箱中冷卻(que),或(huo)(huo)者是轉(zhuan)入(ru)600℃爐中保(bao)溫(wen)并(bing)隨(sui)爐冷卻(que)。
奧(ao)氏體和鐵素體不銹鋼因無相變發生,鍛后(hou)可常空(kong)冷(leng)。
6. 表(biao)面清理
不銹鋼在(zai)制坯和終鍛之間,在(zai)機械加工之前(qian),均需將氧(yang)化(hua)皮清(qing)(qing)除(chu)干凈。酸(suan)洗和噴丸都(dou)是(shi)較(jiao)好的清(qing)(qing)除(chu)方法,以(yi)鍛件先噴丸再進行酸(suan)洗效果會更好。若(ruo)用滾(gun)筒(tong)去除(chu)氧(yang)化(hua)皮,則(ze)酸(suan)洗宜放(fang)在(zai)滾(gun)筒(tong)清(qing)(qing)理(li)之后(hou)。