防止鍛造加熱缺陷產(chǎn)生的對策

1、Word文檔 防止鍛造加熱缺陷產(chǎn)生的對策 鍛造是我廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)巾的重要性工種，每年鍛造毛坯達400余t，由于加熱不規(guī)范，造成鍛件缺陷較多，嚴峻時可造成廢品。經(jīng)過在日常生產(chǎn)過程與其他技術人員的討論，總結了一些鍛件缺陷形成的緣由及防止方法。坯料在加熱過程中可能產(chǎn)生的缺陷有氧化、脫碳、過熱、過燒、內(nèi)部開裂等。正確的加熱應盡量削減或防止這些缺陷的產(chǎn)生。 一、氧化缺陷 氧化是爐氣中的氧化性氣體(0：，CO：，H20，SO )與鐵化合，形成氧化皮，最外層是Fe20，氧化皮的現(xiàn)象。形成氧化缺陷的因素有： 1.爐氣成分?；鹧婕訜釥t的爐氣通常是由以下3種氣體成分組成，即氧化性氣體(0 ，co ，H：0，SO：);

2、還原性氣體(CO，H )和中性氣體(N：)。爐氣的性質取決于燃燒時空氣的消耗量。當供應空氣過多時，爐氣性質為氧化性，促進氧化，形成較厚的氧化皮。相反，如供應空氣不足時，爐氣則呈還原性，氧化皮很薄但不易去除。 2.加熱溫度。隨著鋼的加熱溫度上升，由于氧化集中速度加快，因此氧化過程就越猛烈，結果形成氧化皮也越厚。一般睛況，加熱溫度在低于570 600時，氧化速度很慢;當溫度超過900 oC- 950以后，氧化急劇增加，到1 375 oC時，氧化皮開頭熔化。 3.加熱時間。鋼的加熱時間越長，氧化擴大量便越大，形成氧化鐵則越多。特殊是加熱到高溫階段，加熱時間的影響就更大。 4.鋼的化學成分。當鋼質量分

3、數(shù)大于0.3%時，隨著鋼含量的增加，形成的氧化皮將削減，這是由于含碳量高時，由于鋼表面的氧化過程中生成了CO，可減弱氧化性氣體對鋼表面的作用。如鋼巾含有Cr，Ni，AI，Mo等合金元素，在表面形成致密的氧化薄膜。由于這層氧化薄膜透氣性很小，能阻擋氧化性氣體向內(nèi)集中，又閃其膨脹系數(shù)和鋼接近全都，在加熱時又能堅固附在鋼的表面，起到愛護作川，從而削減氧化。當鋼巾Nj，Cr質量分數(shù)大于13%一20%時，幾乎就不產(chǎn)生氧化缺陷。 氧化缺陷的危害性很大：它直接造成了鋼鐵的損耗;降低鍛件尤其是模鍛件的表面質量;加劇工具、模具的磨損;使加熱爐底腐蝕損壞，降低它的使剛壽命。鋼料在爐內(nèi)加熱時.脫落的堿性氧化皮與含酸

4、性耐火材料的爐底發(fā)生化學反應，而使爐底軟熔損失。 火焰爐加熱時為了削減氧化皮的產(chǎn)生，可采納下列措施：在確保壞料加熱質量的前提下，盡量采.=j快速加熱，以縮短加熱時間，特殊是高溫階段的加熱時間;在燃料完全燃燒的條件下，盡可能削減過剩氣量，以免爐內(nèi)剩余氧過多;留意削減燃氣中的水分;爐膛應保持不大的正壓力，防止爐外冷空氣吸入爐內(nèi);應盡量采納少裝、勤裝及適時出爐的操作方法;在精密模鍛與高合金、有色金屬等關鍵件的鍛造巾，可采 【H少氧化、無氧化加熱措施。 二、脫碳缺陷 脫碳是鋼表面巾的碳在高溫下與氧或氫發(fā)生化學反應、生成一氧化碳或甲烷等可燃氣體被燒掉而造成的。產(chǎn)生脫碳缺陷 的兇素如下： 1.爐氣成分。在

5、爐氣成分巾，脫碳力量最強的是H 0(汽)，其次是CO：，較弱的是H 。一般在中性介質或弱氧化性介質巾加 熱時，可以削減脫碳，另外在爐內(nèi)空氣過剩時，脫碳減弱鋼材表面形成氧化皮較多阻礙碳的集中。當爐內(nèi)空氣不足時脫碳層會加深。這是由于爐內(nèi)空氣不足時，燃燒產(chǎn)物巾會消失氫氣，這種氫氣在有水汽存在時是最劇烈的脫碳氣體。 2.加熱溫度的影響。鋼在氧化性爐氣中加熱，既產(chǎn)生氧化，也引起脫碳。加熱溫度在700 cc1 000 oC時，由于表面氧化皮阻礙碳集中，因此脫碳過程比氧化要慢。隨著加熱溫度的上升，一方面氧化的速度快速增加，另一方面脫碳的速度也加快，但此時氧化皮丟失愛護作用，在達到某一溫度后，脫碳就比氧化更猛

6、烈。如GCrI5鋼在1 100 oC-l 200溫度時，產(chǎn)生劇烈脫碳現(xiàn)象。 3.加熱時間。鋼的加熱時間越長，脫碳層厚度則越厚。但兩者不成正比關系，當厚度達到肯定值后，脫碳速度將漸漸減慢。例如高速鋼在l 000的高溫經(jīng)O.5 h，其脫碳層深度為O.4 mm，保溫4h為1 mm，保溫12 h為1.2mm。 4.鋼的化學成分。鋼的化學成分對脫碳影響很大。鋼中含碳量越高，脫碳傾向就越大。w，A1，si，co等元素使鋼脫碳增加，而Cr，Mn等元素則能阻擋鋼的脫碳。脫碳缺陷的危害性很大：由于鋼表面層含碳量降低，將使制成的零件表面的強度和耐磨性降低;使零件疲憊強度降低，零件在長期交變應力的作用下會產(chǎn)生疲憊斷

7、裂。但假如脫碳層的深度沒有超過鍛件的機械加工余量，則脫碳層可隨切屑一起除去而無危害。 削減脫碳缺陷的方法有：采片J快速加熱，掌握加熱時間，尤其是要縮短在高溫下的保溫時問;加熱前坯料表面涂上愛護涂層，如石墨粉與小玻璃混合劑，硼砂小浸液，玻璃粉涂料等;縮短高溫階段的加熱時間，使加熱好的坯料準時fJI爐鍛造;在愛護氣體中加熱。 三、過熱缺陷 鋼料加熱時由于加熱溫度超過某一溫度，或在高溫下保溫時間過長，引起奧氏體品粒 著粗化的現(xiàn)象稱為過熱。產(chǎn)生過熱缺陷的主要因素是加熱溫度與保溫時間。加熱溫度越高，品粒越粗大。通常把品粒開頭急劇長大的溫度稱為晶粒長大的l臨界溫度，并視為該種金屬的過熱溫度。鋼的過熱溫度與

8、其化學成分有關。如鋼巾含鈦、鎢、釩、鈮等元素能削減過熱傾向;而碳、錳、硫、磷等元素能增加鋼的過熱傾向。 過熱缺陷會引起下列問題：過熱缺陷嚴峻的鋼，鍛造時邊角可能產(chǎn)生裂紋;一般性熱的鋼并不影響鍛造，但是過熱鋼鍛造的鍛件，品粒度仍比正常鍛件的品粒粗大，使鍛件機械性能降低;過熱鋼鍛造的鍛件淬火時，簡單引起變形和開裂。 為了補救過熱缺陷，假如條件允許，可用再次鍛造或調質、正火等處理方法使品粒細化。但是一些Cr，Ni含量高的合金鋼，產(chǎn)生過熱后是無法用熱處理改正的?？傊?，嚴格掌握鋼料的加熱溫度和保溫時間，是防止過熱的最好措施。 四、過燒缺陷 當鋼料加熱到近熔點時，不僅奧氏體品粒粗大.而且爐中氧化性氣體滲入

9、品間，使品問物質如Fe，C，S發(fā)生氧化，形成易熔共晶體氧化物，破壞了品粒問的聯(lián)系，這種現(xiàn)象稱為過燒。過燒的鋼料，強度很低，失去塑性，不能鍛造，一擊便裂開成碎塊。它的斷口品粒粗大，呈淺藍色?？梢?，過燒鋼料是不行補救的廢品，只有回爐重新冶煉。 防止過燒缺陷應實行下列措施：嚴格掌握加熱溫度，鋼料的最高加熱溫度至少應比溶點低tO0 oC，大致可認為，低碳鋼加熱溫度不應當超過1 300一1 500;高碳鋼不超過1 2001 150;掌握爐內(nèi)的氣體成分，盡量削減過剩的空氣量;坯料與噴火口保持肯定距離，不得使火焰與坯料直接接觸，以防局部過燒;采納電阻加熱爐時，坯料離電阻絲的距離不應小于100 mm，以免局部過燒。 五、內(nèi)部開裂缺陷 鋼料加熱時，由于表面溫度先上升，巾心溫度后上升，這樣使鋼料表面的熱膨脹大于巾心部分，在中心部分便引起三向拉 應力。這種由于溫度不勻稱而引起的內(nèi)應力稱為溫度應力。鋼料斷面越大(例如大鋼錠)，加熱速度越快，溫度應力就越大。但需指出，只有鋼料處在室溫至500一550 oC的彈性狀態(tài)時。溫度應