不銹鋼鍛造要比碳鋼或低合金鋼困難得多,這是因為不銹鋼在高溫狀態下或在鍛造時,其顯微組織在較高極限溫度仍有較高的強度。不同類型和不同成分的不銹鋼,具有不同的可鍛性和不同的鍛造負荷。
從生(sheng)產角(jiao)度(du)(du)考慮(lv),應該(gai)在滿足鍛件尺(chi)寸及(ji)性(xing)能(neng)要求的(de)(de)基(ji)礎上,盡量發揮(hui)生(sheng)產設備(bei)的(de)(de)生(sheng)產率和降(jiang)低燃(ran)料(liao)及(ji)設備(bei)的(de)(de)消耗。因此,選(xuan)擇(ze)始鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)和終鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)就成為一(yi)個(ge)綜合(he)性(xing)的(de)(de)技(ji)術問(wen)題和經濟(ji)問(wen)題。假如在較寬的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍都能(neng)獲得合(he)格的(de)(de)鍛件,應該(gai)從經濟(ji)角(jiao)度(du)(du)來選(xuan)擇(ze)合(he)理的(de)(de)鍛造工藝規程(cheng)。很明顯(xian),溫(wen)(wen)度(du)(du)愈高(gao),鍛造就愈容易進行(xing),生(sheng)產率也就會(hui)愈高(gao);但(dan)是燃(ran)料(liao)的(de)(de)消耗及(ji)加熱爐的(de)(de)損耗也會(hui)愈大,因此應從這(zhe)兩方(fang)面考慮(lv),進行(xing)合(he)理的(de)(de)選(xuan)擇(ze)。
1. 下料
直(zhi)(zhi)徑大(da)于40mm的(de)棒材多(duo)用圓盤(pan)直(zhi)(zhi)徑較大(da)的(de)盤(pan)鋸切割(ge)(ge),較小(xiao)直(zhi)(zhi)徑的(de)棒材可用砂(sha)輪(lun)切割(ge)(ge)機切割(ge)(ge)。
馬氏(shi)體不銹鋼對表面(mian)缺(que)(que)陷(xian)十分敏感,原(yuan)料(liao)表面(mian)若有劃痕等缺(que)(que)陷(xian),都會在鍛造(zao)過程中(zhong)擴展(zhan)成裂縫。對于表面(mian)有缺(que)(que)陷(xian)的棒材,必須(xu)經車削剝皮或用無芯磨床磨去(qu)一層,將缺(que)(que)陷(xian)清除干凈(jing)后,方可進入下道工序。
一般(ban)鍛件毛(mao)坯余量(liang)由幾部分構成:①. 切削加工;②. 脫模(mo)斜度;③. 厚度;④. 收(shou)縮(suo)量(liang);⑤. 模(mo)具磨(mo)損;⑥. 模(mo)具錯(cuo)位(對中)情(qing)況。
按一(yi)般鍛(duan)件(jian)來說,其長(chang)度和(he)寬度的(de)標準公(gong)差為(wei):±0.076mm/mm。這一(yi)數值(zhi)適用于直徑。這個(ge)公(gong)差包括收縮、刻模(mo)和(he)模(mo)具拋光的(de)允許誤差。
模(mo)具磨損影響鍛件(jian)總長(chang)度(du)和總寬度(du)的公(gong)差。余量(liang)變化的大小取(qu)決于鍛造材料(liao)和鍛件(jian)形狀。因此,對于各(ge)種鍛造材料(liao),模(mo)具磨損公(gong)差除了用于長(chang)、寬公(gong)差外,還被用于僅(jin)與鍛件(jian)表面有關(guan)的一些尺寸,模(mo)具磨損公(gong)差不能用于中(zhong)心距尺寸。
對于(yu)所有外(wai)部(bu)尺寸,包括長、寬(kuan)和(he)外(wai)徑,模(mo)具(ju)的(de)(de)磨(mo)損公(gong)差可以(yi)這樣(yang)計算:以(yi)外(wai)輪廓(kuo)的(de)(de)最長尺寸和(he)外(wai)徑(從(cong)平(ping)行于(yu)模(mo)具(ju)的(de)(de)主要分(fen)型面測(ce)得)乘以(yi)表3-3中的(de)(de)近似系數,再加正(zheng)的(de)(de)長、寬(kuan)公(gong)差值。對于(yu)外(wai)輪廓(kuo)尺寸的(de)(de)模(mo)具(ju)磨(mo)損公(gong)差只能(neng)用正(zheng)值來表示。
對于所有內(nei)(nei)部尺寸,包括長、寬和內(nei)(nei)徑,模(mo)具(ju)的(de)磨損(sun)公(gong)差可以由最大的(de)內(nei)(nei)部長度或內(nei)(nei)徑乘以上述系數求得,這個數值只能用負值來表(biao)示。無(wu)論(lun)是內(nei)(nei)部還是外部尺寸,每一表(biao)面(mian)的(de)模(mo)具(ju)磨損(sun)公(gong)差均為計算值的(de)0.5。
一般鍛件(jian)(jian)的(de)標準厚度公(gong)(gong)差隨鍛件(jian)(jian)的(de)質(zhi)量增(zeng)加而增(zeng)大。例如,一個6.8 kg的(de)鍛件(jian)(jian),其厚度公(gong)(gong)差為(外)+1.59mm,(內(nei))-0.79mm;那么質(zhi)量為90.72kg的(de)鍛件(jian)(jian),其厚度公(gong)(gong)差則為(外)+3.97mm,(內(nei))-2.38mm。
厚度(du)(du)公(gong)(gong)(gong)差(cha)與模(mo)具閉合公(gong)(gong)(gong)差(cha)是(shi)兩(liang)個相(xiang)同的(de)(de)用語,對于300系(xi)列(lie)和400系(xi)列(lie)不銹鋼,這(zhe)種(zhong)公(gong)(gong)(gong)差(cha)數值(zhi)(zhi)是(shi)不同的(de)(de),如表(biao)3-4所示(shi)。從分型縱向延伸15.25cm以(yi)上(shang)的(de)(de)鍛件端部公(gong)(gong)(gong)差(cha),包括了模(mo)具閉合公(gong)(gong)(gong)差(cha)以(yi)及±0.076mm/mm的(de)(de)長度(du)(du)公(gong)(gong)(gong)差(cha)。這(zhe)個公(gong)(gong)(gong)差(cha)要被(bei)加到表(biao)3-3所示(shi)的(de)(de)數值(zhi)(zhi)上(shang)去,但僅僅適用于端部公(gong)(gong)(gong)差(cha)。
表3-5所列出的是不銹(xiu)鋼鍛(duan)件公差與鍛(duan)件質(zhi)量的配合關(guan)系。
一般鍛(duan)件毛坯加工余量所包含的內容,如(ru)圖3-5所示。
需要注意的是,為了清楚起見,圖3-5將(jiang)公差和余量(liang)放大來表示。
2. 毛(mao)坯加熱
不銹鋼鍛造前加熱可用電爐(lu),也可用火焰(yan)爐(lu)。一(yi)般生產多用火焰(yan)爐(lu),爐(lu)內(nei)氣氛應保(bao)持中性(xing)或(huo)微氧化(hua)性(xing)。
不銹鋼的(de)熱(re)導率隨著溫度的(de)增(zeng)加而增(zeng)大。因(yin)此,對于直徑(jing)大于100mm的(de)手壞,均應采用兩段加熱(re)制度:在(zai)預熱(re)階(jie)段,保(bao)持800~850℃的(de)爐(lu)溫以較(jiao)慢(man)的(de)速度加熱(re);在(zai)加熱(re)和均熱(re)階(jie)段,保(bao)持較(jiao)高爐(lu)溫(始鍛溫度上(shang)限),以便能迅速加熱(re)到始鍛溫度。
對(dui)于表面(mian)(mian)質量要求(qiu)較高的(de)精密鍛件,或余量要求(qiu)較少的(de)重要鍛件,加熱前往往在毛坯表面(mian)(mian)涂(tu)一(yi)層(ceng)防護涂(tu)料(玻璃潤滑劑),然后在普通(tong)加熱爐內加熱。
不(bu)銹鋼的加熱時(shi)間(jian)可以(yi)按0.3~0.5min/mm計算。
3. 鍛造
以模鍛為例(li),做以下說(shuo)明。
模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)之前模(mo)(mo)(mo)具(ju)應(ying)預熱(re)至(zhi)150~200℃,有時可預熱(re)到300℃。不銹鋼模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)可采(cai)用單(dan)型槽或多型槽模(mo)(mo)(mo)。截面形(xing)狀有劇(ju)烈(lie)變化或形(xing)狀復(fu)雜(za)的(de)鍛(duan)(duan)件(jian),必須采(cai)用預制坯的(de)工序。不銹鋼黏性大,易粘模(mo)(mo)(mo)。因此,模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)件(jian)的(de)質(zhi)量(liang)與模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)過(guo)程中的(de)潤滑密切(qie)相關。每次(ci)錘擊之前,模(mo)(mo)(mo)具(ju)都必須潤滑,并要把(ba)潤滑劑涂抹均勻,以(yi)免產(chan)生(sheng)表面缺陷。
在每次錘擊之后,特別是打第一(yi)錘之后,一(yi)定要注(zhu)意將氧化(hua)皮吹(chui)刷干凈,一(yi)火(huo)不能鍛造成時,在預鍛后仍需清除(chu)氧化(hua)皮。
4. 切邊
各類不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼最好采用熱(re)切(qie)邊。熱(re)切(qie)邊通常應在不(bu)(bu)(bu)低(di)于(yu)800℃溫度(du)下進行。冷鍛(duan)件切(qie)邊時必須預熱(re)到900~950℃進行。沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼必須切(qie)邊,以(yi)免形成毛邊裂紋。對于(yu)很薄的葉(xie)片鍛(duan)件,特別是馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼鍛(duan)件,允(yun)許在退火后冷切(qie)邊。
5. 鍛后冷卻(que)
馬氏(shi)體不銹鋼對冷卻速度(du)特別敏(min)感,為了防止產(chan)生(sheng)裂(lie)紋,應采(cai)取緩(huan)冷措施。
一(yi)般是將鍛(duan)件在(zai)200℃左右(you)的爐(lu)墻(qiang)中或(huo)石棉保(bao)溫(wen)箱中冷卻,或(huo)者是轉(zhuan)入600℃爐(lu)中保(bao)溫(wen)并隨爐(lu)冷卻。
奧氏體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)因無相(xiang)變發生,鍛后可常空冷。
6. 表面清(qing)理
不銹(xiu)鋼在制坯和(he)終鍛(duan)之(zhi)間,在機械加工之(zhi)前,均需(xu)將(jiang)氧化皮清除干凈。酸洗和(he)噴(pen)丸都是較好(hao)的清除方法,以鍛(duan)件先噴(pen)丸再進行(xing)酸洗效果會更好(hao)。若用滾筒去除氧化皮,則酸洗宜放在滾筒清理之(zhi)后。