1.加熱的目的和要求

除少數(shù)具有良好塑性的金屬可在常溫下鍛造外,大多數(shù)金屬都應(yīng)加熱后鍛造成形。

鍛造時(shí),將金屬加熱,能降低其變形抗力,提高其塑性,并使內(nèi)部組織均勻,以便達(dá)到用較小的鍛造力來獲得較大的塑性變形而不破裂的目的。

一般來說,金屬加熱溫度越高,金屬的強(qiáng)度和硬度越低,塑性也就越高。但溫度不能太高,溫度太高會(huì)產(chǎn)生過熱或過燒,使鍛件成為廢品。

金屬鍛造時(shí),允許加熱的最高溫度,稱為始鍛溫度。金屬在鍛造過程中,熱量逐漸散失,溫度下降。金屬溫度降低到一定程度后,不但鍛造費(fèi)力,而且易開裂,所以必須停止鍛造,重新加熱。金屬停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。

2.加熱設(shè)備

(1)反射爐

燃料在燃燒室中燃燒,高溫爐火(火焰)通過爐頂反射到加熱室中加熱坯料的爐子稱為反射爐。反射爐以煙煤為燃料。

(2)室式爐

爐膛三面是墻,一面有門的爐子稱為室式爐。

室式爐以重油或天然氣、煤氣為燃料。

(3)電阻爐

電阻爐利用電阻加熱器通電時(shí)所產(chǎn)生的熱量為熱源,以熱輻射方式加熱坯料。

3.鍛造溫度范圍

鍛造溫度范圍是指金屬開始鍛造的溫度(始鍛溫度)到鍛造終止的溫度(終鍛溫度)之間的溫度間隔。常用材料的鍛造溫度范圍見表8-1。

表8-1 常用材料的鍛造溫度范圍

4.加熱缺陷及防止措施

(1)氧化與脫碳

在高溫下,金屬坯料的表層金屬受爐氣中氧化性氣體的作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成氧化皮,造成金屬燒損(氧化燒損量約為坯料質(zhì)量的2%～3%),還會(huì)降低鍛件的表面質(zhì)量。在下料計(jì)算坯料重量時(shí),應(yīng)加上這個(gè)燒損量。鋼在高溫下長(zhǎng)時(shí)間地與氧化性爐氣接觸,會(huì)造成坯料表層一定深度內(nèi)碳元素的燒損,這種現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳層小于鍛件的加工余量,則對(duì)零件沒有影響;脫碳層大于加工余量時(shí),會(huì)使零件表層性能下降。

減少氧化和脫碳的方法是在保證加熱質(zhì)量的前提下,快速加熱,避免坯料在高溫下停留時(shí)間過長(zhǎng)。

(2)過熱和過燒

金屬由于加熱溫度過高或高溫下保持時(shí)間過長(zhǎng)引起晶粒粗大的現(xiàn)象稱為過熱。過熱的坯料可以在隨后的鍛造過程中將粗大的晶粒打碎,也可以在鍛造以后進(jìn)行熱處理,將晶粒細(xì)化。

加熱溫度超過始鍛溫度過多時(shí),使晶粒邊界出現(xiàn)氧化及熔化的現(xiàn)象稱為過燒。過燒破壞了晶粒間的結(jié)合力,一經(jīng)鍛打即破碎成廢品。過燒是無法挽救的缺陷。

避免過熱和過燒的方法是嚴(yán)格控制加熱溫度和高溫下的保溫時(shí)間。

(3)開裂

大型或復(fù)雜鍛件在加熱過程中,如果加熱速度過快,裝爐溫度過高,則可能造成坯料各部分之間較大的溫差,膨脹不一致,產(chǎn)生裂紋。