一章節(jié)鍛造用原材料準(zhǔn)備講課資料

第一章鍛造用原材料準(zhǔn)備碳素鋼合金鋼有色金屬及其合金鑄錠軋材擠壓棒材鍛坯按化學(xué)成分按加工狀態(tài)2.毛坯尺寸的確定:

根據(jù)鍛件圖和鍛造工藝確定。1.材料選擇本章內(nèi)容：1、鍛造用原材料;2、下料方法原材料的準(zhǔn)備主要有兩個方面：

1－1鍛造用鋼錠及型材1.結(jié)構(gòu)組成冒口區(qū)：占鋼錠重量18～25％。錠身區(qū)：有用部分。底部區(qū)：占鋼錠重量5～7％。一、模鑄鋼錠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)鍛造或軋制前要“掐頭去尾”2.組織演化中部柱狀晶區(qū)表面細(xì)等軸晶區(qū)單向?qū)岷晚樞蚰淘斐?。表面?xì)等軸晶游離，枝晶熔斷，液面上凝殼晶體的沉積形成。中心等軸晶區(qū)表面受到激冷，產(chǎn)生較大的過冷，再加上模壁形核和液體金屬對流作用形成。分為三個區(qū)物理性能不均勻：縮孔、氣孔、裂紋結(jié)晶組織不均勻：粗細(xì)不均化學(xué)成分不均勻：偏析4.鋼錠清理

3.存在三個不均勻性碳鋼表面清理：打磨濺疤等表面缺陷。冒口占鋼錠25～30％。底部占鋼錠7～10％切除冒口和底部合金鋼冒口占鋼錠18～25％。底部占鋼錠5～7％連鑄設(shè)備工作照片1．節(jié)省工序縮短流程；

２．提高金屬收得率，模鑄鋼錠－開坯切頭切尾金屬損失達(dá)１０～２０％，連續(xù)鑄造損失僅１～２％；３．降低能量消耗，熱裝和直接軋制避免再加熱工序；

4.生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化；５．幾乎所有鋼種均可連鑄，產(chǎn)品質(zhì)量日益提高。連續(xù)鑄造的特點(diǎn)：三、鋼錠的主要缺陷五種1.偏析1）定義：鋼錠各處成分和雜質(zhì)分布不均勻的現(xiàn)象。分為枝晶偏析和區(qū)域偏析。2）偏析消除區(qū)域偏析：反復(fù)鐓粗－拔長。枝晶偏析：鍛造、再結(jié)晶、高溫?cái)U(kuò)散、鍛后熱處理消除。2.夾雜1)定義：不溶解于金屬基體的非金屬化合物，稱之為夾雜。常見的夾雜物主要有硫化物、氧化物、硅酸鹽等。

3.氣體鋼中常見的氣體主要有：氧、氫、氮等。其中氧與氮以其化合物形式存在，鋼液中氣體含量較多時(shí)，會形成氣泡。氫的危害最為嚴(yán)重，含量較高形成白點(diǎn)和氫脆缺陷。減輕鋼中氣體含量措施：加強(qiáng)脫氧、爐外精煉、真空除氣。

4.縮孔和縮松縮孔的形成：收縮引起，得不到補(bǔ)縮時(shí)變產(chǎn)生縮孔或縮松。減輕的措施：設(shè)計(jì)冒口、增加變形量及其鍛比。5.濺疤形成：澆注時(shí)鋼液沖擊鋼錠模底部產(chǎn)生飛濺到模壁上，濺珠不能和鋼錠凝固成一體形成濺疤。濺疤在鍛造過程會形成夾層。四、型材常見缺陷軋制、擠壓鍛造過程產(chǎn)生的缺陷。分為8種。1.劃痕：軋制等加工過程表面劃出的傷痕，形成劃痕。2.發(fā)裂：鋼錠皮下氣孔被壓扁拉長破裂形成的發(fā)狀裂紋。3.折疊：軋制表面金屬被翻入內(nèi)層并被拉長，形成折疊。4.結(jié)疤形成：澆注時(shí)，鋼液飛濺而凝固在鋼錠表面，軋制過程被輾軋成薄膜而附在軋材表面。5.碳化物偏析形成：碳含量高的合金鋼，由于鋼中的碳化物在開坯和軋制過程未被打碎和不均勻分布形成碳化物偏析,有些還出現(xiàn)錠型偏析。6.白點(diǎn)

形成：鋼中氫含量較高時(shí)，在熱壓力加工冷卻太快時(shí)容易產(chǎn)生白點(diǎn)。7.非金屬夾雜鋼中的一些夾雜物軋制時(shí)被壓碎或軋成條狀，夾雜物破壞基體連續(xù)性，影響力學(xué)性能。8.粗晶環(huán)鋁和鎂合金的擠壓棒材，在其橫斷面的外層環(huán)形區(qū)域，常出現(xiàn)粗大晶，成為粗晶環(huán)。1－2下料方法常用下料方法主要有:

剪切下料，冷折下料，切削下料，熔割下料，錘上下料等1.剪切法1）特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，操作簡單，切口無金屬損耗，端面局部被壓扁，端面不平整，剪切面常有毛刺。剪切法下料示意圖金屬棒料壓縮區(qū)拉縮區(qū)塑剪區(qū)斷裂區(qū)剪切材料及其剪切狀態(tài)如表1-1所示（P10）2）剪切方式分為冷剪切法熱剪切法高碳鋼和合金鋼加熱400～700℃。3）剪切下料過程分為三個階段：裂紋出現(xiàn)階段裂紋擴(kuò)展階段斷裂影響剪切質(zhì)量的影響刀刃利鈍程度刀片間隙支承情況材料性質(zhì)刀刃較鈍，發(fā)生大塑性變形斷面變形端面彎曲端面出現(xiàn)鋸齒狀出現(xiàn)裂紋刀口間隙大，坯料彎曲刀口間隙過小，上下裂紋不重合。塑性差材料容易產(chǎn)生裂紋4）改善剪切質(zhì)量的措施采用預(yù)熱剪：提高塑性，減少裂紋缺陷帶支承剪切下料：避免了彎曲。軸向加壓剪切法：改善斷面平整度。帶支承剪切動模固定模5）剪切力計(jì)算

（N）

式中F：截面積（mm2），

τ：剪切強(qiáng)度（MPa），一般τ＝（0.7～0.8）σb

。K：系數(shù)，考慮刀片磨鈍和間隙的變化，一般K取1.0～1.2軸向加力軸向加力動刀片定刀片彈性區(qū)塑變區(qū)剪切變形區(qū)二、冷折法先開一缺口，在外力作用下折斷。下料效率高，工具簡單，用于硬度較高的材料。折斷法下料示意圖三、鋸切法利用鋸進(jìn)行下料的方法。主要的方法有：圓盤鋸、帶鋸、弓形鋸。下料特點(diǎn)：尺寸精確、鋸割端面平整。生產(chǎn)效率低，鋸口損耗大。使用范圍：各種鋼、有色合金及其高溫合金一般高溫回火態(tài)下料。帶鋸鋸床

圓盤鋸床鋸片厚度：3～8mm，圓片圓周速度0.5～1m/s鋸割最大直徑：750mm四、砂輪片切割法

利用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪片與坯料之間發(fā)生劇烈的摩擦并產(chǎn)生高熱使金屬軟化甚至局部溶化，在磨削作用下切斷坯料。下料特點(diǎn)：小尺寸坯料，設(shè)備簡單，操作方便，下料長度精確，卻面平整，無毛刺及斜口，切割不受坯料硬度顯著，但砂輪片消耗較大。砂輪鋸結(jié)構(gòu)電機(jī)功率：5～10KW鋸片線切割速度50～60m/s砂輪片厚4～6mmF砂輪下料缺點(diǎn)：材料消耗大；噪音大；安全性差