銅的鍛造缺陷分析及對(duì)策

銅的鍛造缺陷分析及對(duì)策,Allrightsreserved,討論內(nèi)容,PartI：銅合金成分及其性質(zhì)PartII：鍛造加工PartIII：常見缺陷及其對(duì)策,銅合金成分及其性質(zhì),銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。紫銅，純銅；優(yōu)良的導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性和耐蝕性。黃銅，以鋅作主要添加元素；具有良好的冷加工性能，切削性能青銅，除黃銅白銅以外的銅合金；鑄造性能減摩性能好和機(jī)械性能好白銅，以鎳為主要添加元素的銅合金；機(jī)械性能和耐蝕性好色澤美觀,黃銅,PBh59-1鉛黃銅,化學(xué)成份：Cu：7.060.0；Zn：余量；Pb：0.81.9；P：0.02；Al：0.2；Fe：0.5；Sb：0.01Bi：0.003注：1.0(雜質(zhì))力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度b(MPa)：420；伸長率()：12,金屬的鍛造加工,1.根據(jù)金屬變形時(shí)的溫度，鍛造可分為：熱鍛冷鍛2.根據(jù)受力的來源，鍛造可分為：手工鍛造機(jī)器鍛造,（一）手工鍛造是用手鍛工具依靠人力在鐵砧上進(jìn)行的。（二）機(jī)器鍛造在各種設(shè)備上進(jìn)行。1）自由鍛造。把加熱好的金屬毛坯房在自由鍛造設(shè)備的平砧上或簡(jiǎn)單的工具之間進(jìn)行鍛造。2）模鍛。把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設(shè)備上的模具內(nèi)進(jìn)行鍛造。由型腔限制金屬的變形，從而獲得與型腔形狀一致的鍛件。3）胎膜鍛。自由鍛向模鍛過度的鍛造變形方法。它把加熱好的金屬毛坯用自由鍛方法預(yù)鍛成近似鍛件的形狀，然后在自由鍛設(shè)備上用胎膜終鍛成形。4)特種鍛造是一種新工藝。即在專用設(shè)備上或在特殊模具內(nèi)使金屬毛坯成形的一種特殊鍛造工藝。如精密模鍛、熱擠壓。,鍛造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),鍛造生產(chǎn)與其他加工方法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1）鍛造能改善金屬的組織，提高金屬的力學(xué)性能和物理性能。2）節(jié)約金屬材料和切削加工工時(shí)。3）具有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。4）鍛造有很大的靈活性。,銅合金的鍛造特點(diǎn),多數(shù)銅合金在室溫和高溫下具有良好的塑性。大多數(shù)銅合金在室溫和高溫下塑性很好，可以順利地進(jìn)行鍛造，而且對(duì)應(yīng)力狀態(tài)和變形速度均不敏感，即使在高速變形或具有拉應(yīng)力存在的條件下變形仍具有足夠的塑性。但是少數(shù)銅合金，如HPb59-1，塑性較低，對(duì)拉應(yīng)力狀態(tài)較敏感。含鉛較高的鉛黃銅對(duì)變形速度很敏感，在靜拉伸和動(dòng)拉伸二種變形條件下的塑性有明顯不同，這類銅合金適合在壓力機(jī)上進(jìn)行鍛造。,2.存在中溫脆性區(qū)銅合金存在中溫度脆性區(qū)。合金在中溫脆性區(qū)，塑性顯著減低，很容易斷裂。由于中溫脆性區(qū)的存在，很多銅合金的雙相區(qū)的塑性比單相區(qū)的塑性高。因此鍛造變形主要在雙相區(qū)的溫度范圍進(jìn)行。,3.鍛造溫度范圍窄銅合金的鍛造溫度范圍比碳鋼窄。所有銅合金的鍛造溫度范圍都不超過100200，其中鉛黃銅HPb59-1合金的鍛造溫度范圍尚不足100.。當(dāng)加熱溫度超過轉(zhuǎn)變溫度（700）時(shí)，晶粒急劇長大，使塑性降低，當(dāng)變形溫度低于650時(shí)，變形抗力迅速增大，并可能進(jìn)入中溫脆性區(qū)。,4.導(dǎo)熱性好銅合金具有很高的導(dǎo)熱性，因此銅合金在鍛造時(shí)應(yīng)采取必要的工藝措施，以盡量減少金屬的熱量散失。,5.某些銅合金的熱效應(yīng)現(xiàn)象較顯著一些銅合金，錫磷青銅和錳青銅，鍛造是熱效應(yīng)現(xiàn)象較顯著。若變形速度過快，則由于熱效應(yīng)的作用，容易產(chǎn)生過熱，甚至過燒。含鉛量較高（超過2.5%）的鉛黃銅模鍛件，在變形程度較大的部位極易開裂。其原因也就是由于變形程度較大的部位熱效應(yīng)顯著，使合金的溫度升高，引起合金中低熔點(diǎn)雜質(zhì)的熔化，破環(huán)了晶間的聯(lián)系。另外，銅合金鍛造時(shí)的外摩擦系數(shù)較大，所以流動(dòng)性較差，模鍛成形時(shí)有一定難度。,常見的缺陷及解決辦法,1.過熱、過燒銅合金加熱超過始鍛溫度時(shí)要產(chǎn)生過熱，黃銅和黃銅的過熱傾向較大。這類黃銅，如加熱溫度超過轉(zhuǎn)變溫度，晶粒會(huì)劇烈長大，鍛造時(shí)坯料形成桔皮表面，甚至開裂。為避免過熱，這類銅合金的加熱溫度不宜超過轉(zhuǎn)變溫度，即在兩相區(qū)鍛造為宜。鉛黃銅的含銅量變動(dòng)范圍較大（57%60%），實(shí)際含銅量對(duì)其轉(zhuǎn)變溫度影響很大，因此，確定這種鉛黃銅的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)要考慮銅含量的影響。,根據(jù)實(shí)驗(yàn)，HPb59-1加熱溫度控制在710730。銅合金過燒時(shí)，模鍛件表面粗糙，無金屬光澤，邊緣處開裂；自由鍛時(shí)開裂嚴(yán)重。為防止過熱、過燒，應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間。在油爐和煤爐中加熱時(shí)，更應(yīng)準(zhǔn)確控制爐溫以保證加熱質(zhì)量。,2.鍛造裂紋銅合金鍛裂原因主要有以下幾個(gè)方面：a.坯料內(nèi)部或表面有缺陷b.鍛造溫度不合適，塑性低。c.變形程度過大或拉應(yīng)力過大。銅錠表面質(zhì)量差，內(nèi)部也常常有教嚴(yán)重的偏析，鍛造時(shí)常易開裂。因此，需均勻退火，鍛前要車皮。鍛造溫度對(duì)合金的塑性影響很大。加熱溫度過高，易產(chǎn)生過熱、過燒，引起鍛裂或粗晶。鍛造溫度過低，有些銅合金由于在結(jié)晶不充分，塑性降低，也常常產(chǎn)生裂紋。有些銅合金鍛件由于變形程度過大(熱效應(yīng)顯著)或局部地方應(yīng)力集中，也會(huì)產(chǎn)生鍛裂。,3.切邊撕裂銅合金鍛件在胎膜鍛和模鍛后，如立即進(jìn)行切邊，將會(huì)有撕裂現(xiàn)象，所以冷卻再在切邊。4.折疊銅合金變形，表面容易起皺。因此較易產(chǎn)生折疊。,5.晶粒粗大銅合金晶粒粗大的原因：A.坯料過熱B.終鍛溫度過高C.鍛造時(shí)的變形程度處于臨界變形程度范圍（10%15%）內(nèi)。為避免上述現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：1）鍛造時(shí)變形程度應(yīng)大于10%15%;2)為保證是一的終鍛溫度，應(yīng)選擇合適的始鍛溫度。3）加熱溫度應(yīng)低于的轉(zhuǎn)變溫度。,6.應(yīng)力腐蝕開裂如果銅合金鍛件內(nèi)存在參與應(yīng)力，則在潮濕大氣中，特別是在含氨鹽的大氣中會(huì)引起應(yīng)力腐蝕開裂。對(duì)策：（1）鍛造時(shí)，應(yīng)使鍛件上各處的變形量和變形溫度比較均勻，如鍛造長軸類鍛件時(shí)，應(yīng)將工件經(jīng)常調(diào)頭變形，使各部分變形溫度相近，減少