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。
從生產角(jiao)度考慮,應(ying)(ying)該在滿足鍛(duan)件尺寸及性能(neng)要求(qiu)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上,盡量發(fa)揮(hui)生產設備的(de)(de)(de)生產率(lv)和降低燃(ran)料(liao)及設備的(de)(de)(de)消耗(hao)(hao)(hao)。因(yin)此,選(xuan)擇始鍛(duan)溫度和終鍛(duan)溫度就(jiu)成(cheng)為一個綜合(he)性的(de)(de)(de)技術問題(ti)和經濟問題(ti)。假如(ru)在較寬的(de)(de)(de)溫度范(fan)圍都(dou)能(neng)獲得合(he)格的(de)(de)(de)鍛(duan)件,應(ying)(ying)該從經濟角(jiao)度來選(xuan)擇合(he)理的(de)(de)(de)鍛(duan)造工藝規程。很明顯,溫度愈(yu)高,鍛(duan)造就(jiu)愈(yu)容(rong)易進行,生產率(lv)也就(jiu)會愈(yu)高;但(dan)是(shi)燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)消耗(hao)(hao)(hao)及加熱(re)爐的(de)(de)(de)損耗(hao)(hao)(hao)也會愈(yu)大,因(yin)此應(ying)(ying)從這兩方(fang)面考慮,進行合(he)理的(de)(de)(de)選(xuan)擇。
1. 下料
直徑(jing)大于40mm的棒材(cai)多(duo)用圓盤直徑(jing)較大的盤鋸切割(ge),較小直徑(jing)的棒材(cai)可用砂輪(lun)切割(ge)機切割(ge)。
馬氏體不銹鋼對表(biao)面缺陷十(shi)分敏(min)感,原料(liao)表(biao)面若有劃痕等(deng)缺陷,都會在鍛造過程中擴展成裂縫。對于(yu)表(biao)面有缺陷的棒材(cai),必須經車削剝皮或用(yong)無芯(xin)磨床磨去一層,將缺陷清(qing)除干凈后,方(fang)可(ke)進(jin)入下道(dao)工序。
一般鍛件毛(mao)坯余量由幾(ji)部分構成:①. 切削(xue)加工;②. 脫模(mo)斜度(du);③. 厚度(du);④. 收縮量;⑤. 模(mo)具磨(mo)損;⑥. 模(mo)具錯位(對中)情況。
按一(yi)(yi)般鍛件來說,其長度(du)和(he)寬度(du)的標準公差為:±0.076mm/mm。這一(yi)(yi)數值適(shi)用于直徑。這個(ge)公差包括收(shou)縮、刻模和(he)模具拋光的允許誤(wu)差。
模具(ju)磨損(sun)影響鍛(duan)件總長度和總寬度的(de)公差(cha)。余量變化的(de)大小取(qu)決于鍛(duan)造材料(liao)和鍛(duan)件形狀。因此,對于各種鍛(duan)造材料(liao),模具(ju)磨損(sun)公差(cha)除了(le)用(yong)于長、寬公差(cha)外(wai),還被用(yong)于僅與鍛(duan)件表面(mian)有關的(de)一(yi)些尺(chi)寸(cun),模具(ju)磨損(sun)公差(cha)不(bu)能用(yong)于中心(xin)距尺(chi)寸(cun)。
對于(yu)所有外(wai)(wai)(wai)部尺(chi)寸(cun),包括長(chang)、寬(kuan)和外(wai)(wai)(wai)徑,模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)磨(mo)損公差(cha)可以這(zhe)樣(yang)計算:以外(wai)(wai)(wai)輪廓(kuo)的(de)(de)最長(chang)尺(chi)寸(cun)和外(wai)(wai)(wai)徑(從平行(xing)于(yu)模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)主要分型面測得)乘以表3-3中的(de)(de)近似系(xi)數(shu),再加正(zheng)的(de)(de)長(chang)、寬(kuan)公差(cha)值。對于(yu)外(wai)(wai)(wai)輪廓(kuo)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)模(mo)具(ju)(ju)磨(mo)損公差(cha)只能用正(zheng)值來表示(shi)。
對于(yu)所有內(nei)部(bu)尺寸,包括長、寬和(he)內(nei)徑,模具的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)公差可(ke)以(yi)由(you)最大的(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu)長度(du)或內(nei)徑乘(cheng)以(yi)上述系(xi)數求得,這個數值(zhi)只能用負值(zhi)來表示。無論(lun)是內(nei)部(bu)還是外部(bu)尺寸,每(mei)一表面的(de)(de)(de)(de)模具磨(mo)(mo)損(sun)公差均為計算值(zhi)的(de)(de)(de)(de)0.5。
一(yi)般鍛件的(de)標準(zhun)厚度(du)公差隨鍛件的(de)質量增加(jia)而(er)增大。例如,一(yi)個6.8 kg的(de)鍛件,其厚度(du)公差為(外(wai))+1.59mm,(內(nei))-0.79mm;那么質量為90.72kg的(de)鍛件,其厚度(du)公差則為(外(wai))+3.97mm,(內(nei))-2.38mm。
厚度公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)與模具(ju)閉合公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)是兩個(ge)相同的(de)(de)用語,對于300系列和400系列不銹鋼,這種公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)數值是不同的(de)(de),如表3-4所示(shi)。從(cong)分(fen)型縱向延伸15.25cm以上的(de)(de)鍛(duan)件端部(bu)公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha),包括了模具(ju)閉合公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)以及(ji)±0.076mm/mm的(de)(de)長度公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)。這個(ge)公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)要被(bei)加(jia)到表3-3所示(shi)的(de)(de)數值上去,但僅(jin)僅(jin)適用于端部(bu)公(gong)(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)。
表3-5所列出的(de)是不銹鋼鍛件公差(cha)與鍛件質(zhi)量的(de)配合關系。
一般鍛件毛坯加(jia)工余量(liang)所包含的內容(rong),如圖3-5所示。
需要注意(yi)的是,為了清楚(chu)起見,圖3-5將(jiang)公(gong)差和余(yu)量放大來表(biao)示。
2. 毛坯加熱(re)
不銹鋼鍛造前加(jia)熱可(ke)用(yong)電爐,也可(ke)用(yong)火焰爐。一般生產多用(yong)火焰爐,爐內氣(qi)氛應保持(chi)中性或微氧化(hua)性。
不銹鋼的(de)(de)(de)熱(re)導率隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)大。因此,對(dui)于直徑(jing)大于100mm的(de)(de)(de)手壞,均(jun)應采用兩段(duan)加熱(re)制度(du)(du):在預熱(re)階(jie)段(duan),保(bao)持(chi)800~850℃的(de)(de)(de)爐溫(wen)(wen)以較(jiao)慢(man)的(de)(de)(de)速度(du)(du)加熱(re);在加熱(re)和(he)均(jun)熱(re)階(jie)段(duan),保(bao)持(chi)較(jiao)高爐溫(wen)(wen)(始鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)上(shang)限),以便(bian)能迅速加熱(re)到始鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)。
對于表面質量要求(qiu)較高的精密(mi)鍛件,或余量要求(qiu)較少的重要鍛件,加熱(re)前往往在毛坯表面涂一層防護涂料(liao)(玻璃潤滑劑),然(ran)后在普通加熱(re)爐內加熱(re)。
不銹鋼的加熱時間可以按0.3~0.5min/mm計算。
3. 鍛造
以模鍛為(wei)例(li),做以下說明。
模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)之(zhi)前模(mo)(mo)(mo)具應預(yu)(yu)熱(re)至150~200℃,有時(shi)可(ke)預(yu)(yu)熱(re)到300℃。不(bu)銹鋼(gang)模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)可(ke)采(cai)用(yong)單(dan)型槽或多型槽模(mo)(mo)(mo)。截面(mian)形狀有劇烈變化(hua)或形狀復雜的鍛(duan)件,必(bi)須采(cai)用(yong)預(yu)(yu)制坯的工序。不(bu)銹鋼(gang)黏性大,易(yi)粘模(mo)(mo)(mo)。因此(ci),模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)件的質(zhi)量與模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)過程中(zhong)的潤滑密(mi)切相關。每次錘擊之(zhi)前,模(mo)(mo)(mo)具都必(bi)須潤滑,并要(yao)把潤滑劑涂抹均勻,以免(mian)產生表面(mian)缺陷。
在每次錘擊(ji)之后(hou),特(te)別是打第一(yi)錘之后(hou),一(yi)定要注意將氧(yang)化(hua)皮(pi)吹(chui)刷干凈,一(yi)火不能鍛造(zao)成時,在預鍛后(hou)仍需清除氧(yang)化(hua)皮(pi)。
4. 切(qie)邊
各(ge)類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼最好采用熱(re)切(qie)(qie)(qie)邊。熱(re)切(qie)(qie)(qie)邊通常應(ying)在不(bu)(bu)低于800℃溫度下進(jin)行。冷鍛件切(qie)(qie)(qie)邊時必須預熱(re)到900~950℃進(jin)行。沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼必須切(qie)(qie)(qie)邊,以免形(xing)成(cheng)毛邊裂(lie)紋。對于很薄的葉片鍛件,特別是馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鍛件,允許在退(tui)火后冷切(qie)(qie)(qie)邊。
5. 鍛后冷卻
馬氏體不銹(xiu)鋼對冷(leng)卻速度特(te)別敏(min)感,為(wei)了防止產生裂(lie)紋,應(ying)采取緩冷(leng)措施。
一般是(shi)將鍛件在200℃左右的爐墻(qiang)中(zhong)(zhong)或石棉保溫箱中(zhong)(zhong)冷(leng)卻(que),或者是(shi)轉入600℃爐中(zhong)(zhong)保溫并隨爐冷(leng)卻(que)。
奧氏體和鐵素體不銹鋼因(yin)無相變發生(sheng),鍛后可常空冷。
6. 表面清理
不銹鋼在(zai)(zai)制坯和終鍛之間,在(zai)(zai)機械加工之前,均(jun)需將氧化(hua)皮清除干凈。酸洗和噴(pen)丸(wan)都(dou)是較好的清除方法,以鍛件先噴(pen)丸(wan)再進行酸洗效果會更好。若用滾(gun)筒(tong)去除氧化(hua)皮,則酸洗宜(yi)放在(zai)(zai)滾(gun)筒(tong)清理(li)之后。