鈑金件加工工藝.doc

發(fā)黑工藝鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯的表面，只是所需時間有些長短而已。實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。金屬“發(fā)藍(lán)”藥液 采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過程稱為“發(fā)藍(lán)”。黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。一、堿性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液1配方： 硝酸鈉50100克氫氧化鈉600700克亞硝酸鈉100200克水1000克2制法：按配方計量后，在攪拌條件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均勻即可。3說明：（1）金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后，才能進(jìn)行“發(fā)籃”處理。（2）金屬器件進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理條件與金屬中的含碳量有關(guān)，“發(fā)藍(lán)”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時間可參考下表。 金屬中含碳量%工作溫度（）處理時間（分）開始終止0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-506,則鍛件屬于易鍛產(chǎn)品,若K3,則屬于難鍛產(chǎn)品.(當(dāng)然具體情況具體對待).6 k3 / Z* S/ R9 L8 v3 h8 m8. 根據(jù)坯料的移動方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊，材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊，鍛件的受力面積就減少，所需要的荷載也減少。但是，應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴(yán)格控制坯料的體積，控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量，努力減少鍛模的磨損。 g G$ Q# p) & h$ J; k$ a9. 根據(jù)鍛模的運(yùn)動方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細(xì)長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動方向和旋鍛工序用計算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。( F# ! U$ 5 N* v# Y! E0 s( X10. 鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動與自由度是不一致的，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式： x2 r6 % R+ _ 限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動滑塊的油壓機(jī)。- T# I$ R B- H) X; E% 1 K 準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)。2 o4 c: l+ R; a. P: o9 v- N/ t 沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)。) x! b5 Q# C) J* Y# k 能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)。7 C1 V7 e, z7 x0 K) 7 r8 k11. 鍛壓的生產(chǎn)過程包括成形前的鍛坯下料、鍛坯加熱和預(yù)處理；成形后工件的熱處理、清理、校正和檢驗(yàn)$ - v5 f: t! X1 7 12. 未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量、發(fā)展精密鍛造和精密沖壓技術(shù)、研制生產(chǎn)率和自動化程度更高的鍛壓設(shè)備和鍛壓生產(chǎn)線、發(fā)展柔性鍛壓成形系統(tǒng)、發(fā)展新型鍛壓材料和鍛壓加工方法等方面發(fā)展。 j! b, s; K T9 g+ & N8 U提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量，主要是提高它們的機(jī)械性能(強(qiáng)度、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度)和可靠度。這需要更好地應(yīng)用金屬塑性變形理論；應(yīng)用內(nèi)在質(zhì)量更好的材料；正確進(jìn)行鍛前加熱和鍛造熱處理；更嚴(yán)格和更廣泛地對鍛壓件進(jìn)行無損探傷。) V6 k, q6 B* aO9 f少、無切削加工是機(jī)械工業(yè)提高材料利用率、提高勞動生產(chǎn)率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。鍛坯少、無氧化加熱，以及高硬、耐磨、長壽模具材料和表面處理方法的發(fā)展，將有利于精密鍛造、精密沖壓的擴(kuò)大應(yīng)用。3 |! c+ C: M. M/ K7 f2 y( c, h, R; J( Z y+ Q . B- 二、鍛壓設(shè)備知識1 h; J7 ; 0 S6 ?: h; N. P/ _鍛壓機(jī)械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機(jī)械設(shè)備。鍛壓機(jī)械包括成形用的鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、螺旋壓力機(jī)和平鍛機(jī)，以及開卷機(jī)、矯正機(jī)、剪切機(jī)、鍛造操作機(jī)等輔助機(jī)械。9 8 K5 l( B/ v h6 2 O鍛壓機(jī)械主要用于金屬成形，所以又稱為金屬成形機(jī)床。鍛壓機(jī)械是通過對金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點(diǎn)，故多為重型設(shè)備，設(shè)備上多設(shè)有安全防護(hù)裝置，以保障設(shè)備和人身安全。( P7 M) k; S8 人們?yōu)榱酥圃旃ぞ?，最初是用人力、畜力轉(zhuǎn)動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機(jī)械。14世紀(jì)出現(xiàn)了水力落錘。1516世紀(jì)航海業(yè)蓬勃發(fā)展，為了鍛造鐵錨等，出現(xiàn)了水力驅(qū)動的杠桿錘。18世紀(jì)出現(xiàn)了蒸汽機(jī)和火車，因而需要更大的鍛件。& 9 B& q- g: z/ M: | 1842年，英國工程師內(nèi)史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機(jī)械的時代。1795年,英國的布拉默發(fā)明水壓機(jī)，但直到19世紀(jì)中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。+ o5 b4 q I/ f! z隨著電動機(jī)的發(fā)明，十九世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動力的機(jī)械壓力機(jī)和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以來，七十五萬千牛的模鍛水壓機(jī)、一千五百千焦的對擊錘、六萬千牛的板料沖壓壓力機(jī)、十六萬千牛的熱模鍛壓力機(jī)等重型鍛壓機(jī)械，和一些自動冷鐓機(jī)相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機(jī)械體系。( n: Q7 R& ? R$ d& q二十世紀(jì)60年代以后，鍛壓機(jī)械改變了從19世紀(jì)開始的，向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程2000次的高速壓力機(jī)、六萬千牛的三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機(jī)、能冷鐓直徑為48毫米鋼材的多工位自動冷鐓機(jī)和多種自動機(jī)，自動生產(chǎn)線等。各種機(jī)械控制的、數(shù)字控制的和計算機(jī)控制的自動鍛壓機(jī)械以及與之配套的操作機(jī)、機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人也相繼研制成功?，F(xiàn)代化的鍛壓機(jī)械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動條件，環(huán)境污染很小。; m& H! . s+ _7 B鍛壓機(jī)械主要包括各種鍛錘、各種壓力機(jī)和其他輔助機(jī)械。: R+ Q- r8 c+ Q( | w- U! 7 b鍛錘是由重錘落下或強(qiáng)迫高速運(yùn)動產(chǎn)生的動能，對坯料做功，使之塑性變形的機(jī)械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機(jī)械。它結(jié)構(gòu)簡單、工作靈活、使用面廣、易于維修，適用于自由鍛和模鍛。但震動較大，較難實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 Q$ O( O! $ s: h7 u( B0 V機(jī)械壓力機(jī)是用曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動，工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，適于在自動線上工作。機(jī)械壓力機(jī)在數(shù)量上居各類鍛壓機(jī)械之首。! Q8 3 X6 Rl* r冷鐓機(jī)等各種線材成形自動機(jī)、平鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)、徑向鍛造機(jī)、大多數(shù)彎曲機(jī)、矯正機(jī)和剪切機(jī)等，也具有與機(jī)械壓力機(jī)相似的傳動機(jī)構(gòu)，可以說是機(jī)械壓力機(jī)的派生系列。 C& ?1 K+ n0 |: Y, i液壓機(jī)是以高壓液體(油、乳化液等)傳送工作壓力的鍛壓機(jī)械。液壓機(jī)的行程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。液壓機(jī)工作平穩(wěn)，沒有震動，容易達(dá)到較大的鍛造深度，最適合于大鍛件的鍛造和大規(guī)格板料的拉深、打包和壓塊等工作。液壓機(jī)主要包括水壓機(jī)和油壓機(jī)。某些彎曲、矯正、剪切機(jī)械也屬于液壓機(jī)一類。2 t t9 g3 / f, 5 m( u Y9 W/ s旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)是鍛造與軋制相結(jié)合的鍛壓機(jī)械。在旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)上，變形過程是由局部變形逐漸擴(kuò)展而完成的，所以變形抗力小、機(jī)器質(zhì)量小、工作平穩(wěn)、無震動，易實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。輥鍛機(jī)、成形軋制機(jī)、卷板機(jī)、多輥矯直機(jī)、輾擴(kuò)機(jī)、旋壓機(jī)等都屬于旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)1 9 ar3 t# 3 T1 A三、鍛坯下料0 m6 J6 n- y; x在鍛造前把棒料切成所需長度的工序。下料方法主要有切削下料和鍛壓設(shè)備下料兩種。3 h: T* c$ l h, p+ W) E5 y$ Q切削下料9 2 M% K1 y V/ a用鋸片鋸條鋸帶薄片砂輪和車刀切斷鍛坯。切削下料端面平整但切口損耗材料生產(chǎn)率低多用於品種多批量較小或?qū)η锌谫|(zhì)量要求高的鍛坯。3 T | Q* P( + C: d鍛壓設(shè)備下料! V. x) + U# 8 _. 0 z8 8 有剪切摺斷加熱后用剁刀切等方法。剪切下料刀口形狀和棒料截面相似。小尺寸的棒料多用冷剪。對有些合金鋼和尺寸較大的碳鋼棒料為防止斷口產(chǎn)生裂紋還須加熱到350550剪切。如果用多工位熱鍛自動機(jī)也可在鍛造溫度下熱切。剪切下料效率高適用於大批生產(chǎn)切口沒有材料損耗但剪切端面質(zhì)量較差。採用精密剪切工藝和設(shè)備可以改善剪切端面的平整度和減小下料的重量誤差。提高剪切精度的辦法因材料而異。主要方法有把棒料置於夾緊狀態(tài)下剪切和高速剪切。剪切后的端面和軸線的不垂直度可小於1重量誤差在0.51以內(nèi)。* 6 Y, 5 O7 o! q摺斷下料是在棒料需摺斷處先鋸切或氣割出一小缺口然后將棒料兩端墊起使缺口懸空在缺口背面施加壓力將棒料摺斷。這種方法適用於摺斷塑性較差的鋼材3 k$ T( 0 ! X& X* Y/ t下料設(shè)備* E$ Z8 K, V6 2 x, f+ D& 5 L用於下料的鍛壓設(shè)備主要是剪斷機(jī)，也可用機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)下料。中國生產(chǎn)的16000千牛棒料剪斷機(jī)可剪直徑230毫米的碳鋼棒料。, E: E: I3 e! j% C$ H, 1 8 # F, O% g四、坯料加熱. C& F- R. . |1 F熱態(tài)鍛造前的重要工序。金屬加熱到一定溫度后塑性提高變性抗力減小，金屬隨著溫度提高而強(qiáng)度降低。4 w, z9 T) M $ 2 7 Z: 加熱溫度 Q& y& X1 K3 W鍛坯一般加熱到金屬的允許始鍛溫度。為保證裡外溫度均勻鍛坯表面加熱到所需溫度后還應(yīng)保溫一定時間。保溫時間與金屬的導(dǎo)熱係數(shù)鍛坯的截面尺寸和在爐內(nèi)的放置狀態(tài)有關(guān)。冷坯料加熱的昇溫速度不宜太高以防止表層與心部之間出現(xiàn)過大的溫差和在心部出現(xiàn)大的熱應(yīng)力。心部熱應(yīng)力容易引起裂紋。常用的測溫儀錶有測爐溫的熱電偶測金屬表面溫度的光學(xué)高溫計。3 . m( A. K# i) 3 & 加熱方法0 Z$ Y) X7 L/ x! W3 X古代鍛造是用明火直接加熱鍛坯?，F(xiàn)代鍛坯加熱使用各種燃煤燃油燃?xì)夂碗姛崾降墓I(yè)爐包括間歇式的室式爐臺車式爐電阻爐感應(yīng)爐和連續(xù)式爐。感應(yīng)爐具有加熱速度快溫度均勻佔(zhàn)地小便於自動控制等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用於中小模鍛件生產(chǎn)線中。鍛坯加熱消耗大量能源因此必須提高工業(yè)爐的熱效率改進(jìn)加熱的管理和操作。7 h! F: q$ g$ G9 l6 M/ 在高溫下鋼中的鐵與爐氣中的氧化合形成 FeOFe3O4Fe2