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锻件冷却规范的冷却速度是如何确定的?

发布时间:2021-04-26 点击数:390

       金属坯料加热到锻造温度采用模锻方法实现精密成形是现代机械零件的重要成形方法之一。锻造加工精密热模锻件生产通常要经过下料、加热、制坯、预锻、终锻、切边、校正或精整等多道工步。


       目前生产的钢材往往尺寸公差较大,平直度差,表面质量不高有时会有微裂纹,由于精锻后加工量小甚至不加工,这些裂纹和表面缺陷往往会造成锻件报废,去坯尺寸公差大会引起下料重量偏差增大,有些时候也会影响锻件精度。这些都必须予以考虑,采取相应的预防措施。


       锻造工步的确定,确定锻造加工的工步是建设生产线的关键。工艺人员要对锻造设备及其特点有清楚的了解,对各种锻造工艺的优缺点和适用范围也应当有正确认识,进行综合分析比较,兼顾当前企业实际条件,市场情况和技术发展趋势,从而优选先进实用的方案。


锻件


       锻造工步确定后要绘制锻件图,设计每一工步毛坯尺寸和形状。每一工步毛坯设计,通常都以一些典型锻件进行类比,然后进行简单的体积计算,再结合设计人员的经验判断确定,对于形状复杂工步多的锻件,变形过程金属流动情况凭经验并不能准确判断,往往还要靠新产品试制时进行调试修改。


       为提高生产率、保证工件质量和改善劳动条件,锻造加工生产线常采用锻造机械手或机器人,在工艺设计时就必须考虑毛坯的夹持部位和夹持的稳定性。为了保证锻造温度一致性减少氧化,锻坯加热,多选用感应加热。


       通常热锻件图是按照冷锻件图乘以热膨胀量计算,但在精锻件各部分尺寸相差较大时,尺寸小的部位冷却快,终锻温度会比尺寸大的部位有显著差别,这时设计热锻件图不同部位可以取不同的热膨胀系数。


       热精锻件的模具,模具是热精锻的重要保证条件。我国科技工作者对热作模具的服役条件、失效特征和规律作了大量试验研究工作,从而提出合理选材、减少钢材消耗、延长模具便用寿命的失效抗力指标体系和选材准则,实现了热作模具选材从经验走向科学化、判据数值化的飞跃,可作为合理选材、用材的参考。模具设计和加工过程对缩短生产试制周期、提高锻件精度有重要作用。


       所以通过以上锻造加工的生产技术,对于正确选择和利用设备、保证锻件精度和质量、提高生产效率、降低生产线投资和日常生产成本、节能节材、改善生产环境和劳动条件都有密切关系,因此无论是利用企业原有条件进行技术改造,还是新建生产线,都要进行详细分析比较。


       制订锻件冷却规范的关键是冷却速度。应根据锻件材料的化学成分,组织特点、锻件的断面尺寸和锻造变形情况等因素来确定合适的冷却速度。一般来说,合金化程度较低,断面尺寸较小、形状比较简单的锻件,则允许的冷却速度快,锻后可以再空气中冷却;反之则须缓慢冷却(灰冷或炉冷)或分阶段冷却。


锻件


       对于含碳量较高的钢,为避免锻后最初冷却阶段岩晶界析出网状碳化物,这时应先空冷或鼓风,喷雾快速冷却至700℃,然后再把锻件放入灰、砂中或炉内缓慢冷却。


       对于没有相变的钢,在800-550℃温度区间应快速冷却,以避免网状碳化物析出。对于在空冷中容易产生马氏体相变的钢,为避免产生裂纹,锻后必须缓慢冷却。对白点敏感的钢,为了防止冷却过程中产生白点,应按一定冷却规范进行炉冷。


       对于高温合金,由于其再结晶速度缓慢,只有在更高的温度和适当的变形程度下,再结晶才能与变形同时完成,因此,常利用锻后余热使之缓慢冷却。对于一些中小型锻件,常采用堆放空冷方法,镍基高温合金,再结晶温度更高,再结晶速度更慢,为了得到具有完全再结晶组织的锻件,可将锻后锻件及时放入高于合金再结晶温度的炉中保温5-7min,然后取出空冷。在锻造过程中,如因故障停工须中间冷却时,也按时间最终冷却规范处理。



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