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(chan)角(jiao)度(du)考慮(lv),應(ying)該在(zai)滿足(zu)鍛件尺(chi)寸及(ji)(ji)性能(neng)要求的(de)(de)(de)基(ji)礎上,盡量發揮生(sheng)產(chan)設備(bei)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)率(lv)和降(jiang)低(di)燃(ran)料(liao)及(ji)(ji)設備(bei)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)。因(yin)此,選擇(ze)(ze)始鍛溫(wen)(wen)度(du)和終(zhong)鍛溫(wen)(wen)度(du)就成(cheng)為一個綜合(he)(he)性的(de)(de)(de)技術問題和經(jing)濟(ji)問題。假如在(zai)較寬的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)范圍都能(neng)獲得合(he)(he)格的(de)(de)(de)鍛件,應(ying)該從經(jing)濟(ji)角(jiao)度(du)來選擇(ze)(ze)合(he)(he)理的(de)(de)(de)鍛造工藝(yi)規程。很明顯,溫(wen)(wen)度(du)愈高(gao)(gao),鍛造就愈容易(yi)進行,生(sheng)產(chan)率(lv)也就會(hui)愈高(gao)(gao);但是燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)及(ji)(ji)加熱爐的(de)(de)(de)損耗(hao)(hao)也會(hui)愈大,因(yin)此應(ying)從這兩方(fang)面考慮(lv),進行合(he)(he)理的(de)(de)(de)選擇(ze)(ze)。
1. 下(xia)料
直(zhi)徑大于40mm的棒(bang)材(cai)多用圓(yuan)盤(pan)直(zhi)徑較大的盤(pan)鋸切(qie)割,較小直(zhi)徑的棒(bang)材(cai)可用砂輪切(qie)割機切(qie)割。
馬氏體不(bu)銹鋼(gang)對(dui)表(biao)面缺(que)(que)陷(xian)(xian)十分敏感(gan),原料表(biao)面若有(you)劃痕等缺(que)(que)陷(xian)(xian),都會在鍛造過程中(zhong)擴(kuo)展成裂縫(feng)。對(dui)于表(biao)面有(you)缺(que)(que)陷(xian)(xian)的棒材,必須經(jing)車削(xue)剝(bo)皮或(huo)用無芯磨床磨去(qu)一層(ceng),將缺(que)(que)陷(xian)(xian)清除(chu)干(gan)凈后(hou),方可進入下道(dao)工序。
一(yi)般鍛件毛坯余量(liang)(liang)由幾部分構成:①. 切削加工;②. 脫模(mo)斜度(du);③. 厚度(du);④. 收縮(suo)量(liang)(liang);⑤. 模(mo)具磨損;⑥. 模(mo)具錯位(wei)(對中)情(qing)況。
按一(yi)般鍛件來說,其(qi)長度和(he)寬(kuan)度的標準公(gong)差(cha)為(wei):±0.076mm/mm。這(zhe)(zhe)一(yi)數值適用于直徑(jing)。這(zhe)(zhe)個公(gong)差(cha)包括收(shou)縮、刻模(mo)和(he)模(mo)具拋(pao)光(guang)的允許誤差(cha)。
模具磨(mo)損影響鍛(duan)(duan)件(jian)總長度和總寬度的公(gong)(gong)差(cha)。余(yu)量變化(hua)的大小取決于鍛(duan)(duan)造材料和鍛(duan)(duan)件(jian)形狀。因此,對(dui)于各種鍛(duan)(duan)造材料,模具磨(mo)損公(gong)(gong)差(cha)除了(le)用于長、寬公(gong)(gong)差(cha)外,還被(bei)用于僅與鍛(duan)(duan)件(jian)表面有關的一些尺寸,模具磨(mo)損公(gong)(gong)差(cha)不能用于中心距尺寸。
對于(yu)所有外部尺(chi)寸(cun)(cun)(cun),包括(kuo)長、寬和(he)外徑,模(mo)(mo)具的(de)磨(mo)損公(gong)(gong)差可(ke)以這樣計算:以外輪(lun)廓(kuo)的(de)最長尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)和(he)外徑(從平行于(yu)模(mo)(mo)具的(de)主要分(fen)型面測得)乘以表3-3中的(de)近似(si)系數(shu),再加正的(de)長、寬公(gong)(gong)差值。對于(yu)外輪(lun)廓(kuo)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)的(de)模(mo)(mo)具磨(mo)損公(gong)(gong)差只能用正值來(lai)表示。
對(dui)于(yu)所(suo)有(you)內(nei)部尺(chi)寸(cun),包(bao)括長(chang)、寬(kuan)和內(nei)徑,模具的(de)磨(mo)損公(gong)差可以由最大的(de)內(nei)部長(chang)度(du)或內(nei)徑乘(cheng)以上述系(xi)數求得,這個數值(zhi)(zhi)只(zhi)能(neng)用負(fu)值(zhi)(zhi)來表(biao)示。無論是內(nei)部還是外部尺(chi)寸(cun),每一表(biao)面的(de)模具磨(mo)損公(gong)差均為(wei)計算值(zhi)(zhi)的(de)0.5。
一般鍛(duan)件(jian)的(de)(de)標(biao)準厚度(du)公(gong)差(cha)隨鍛(duan)件(jian)的(de)(de)質量增(zeng)加而增(zeng)大(da)。例(li)如,一個6.8 kg的(de)(de)鍛(duan)件(jian),其厚度(du)公(gong)差(cha)為(外(wai))+1.59mm,(內(nei))-0.79mm;那么質量為90.72kg的(de)(de)鍛(duan)件(jian),其厚度(du)公(gong)差(cha)則為(外(wai))+3.97mm,(內(nei))-2.38mm。
厚度公(gong)(gong)差(cha)與模具閉合(he)公(gong)(gong)差(cha)是兩個(ge)相同的(de)(de)用(yong)語,對(dui)于300系(xi)列(lie)和400系(xi)列(lie)不銹鋼,這(zhe)種公(gong)(gong)差(cha)數值是不同的(de)(de),如表3-4所示。從分(fen)型縱向延伸15.25cm以上的(de)(de)鍛(duan)件端部公(gong)(gong)差(cha),包括了模具閉合(he)公(gong)(gong)差(cha)以及±0.076mm/mm的(de)(de)長度公(gong)(gong)差(cha)。這(zhe)個(ge)公(gong)(gong)差(cha)要被加到(dao)表3-3所示的(de)(de)數值上去,但僅(jin)僅(jin)適用(yong)于端部公(gong)(gong)差(cha)。
表3-5所(suo)列出的(de)是(shi)不銹鋼(gang)鍛(duan)件(jian)公差與鍛(duan)件(jian)質量(liang)的(de)配(pei)合關系。
一般鍛件毛坯加(jia)工余量所包(bao)含的內容,如(ru)圖3-5所示。
需要注意(yi)的(de)是(shi),為了清(qing)楚起見(jian),圖3-5將公差(cha)和余(yu)量放大來表(biao)示(shi)。
2. 毛(mao)坯(pi)加熱
不銹鋼鍛造(zao)前(qian)加熱(re)可用電(dian)爐,也(ye)可用火(huo)(huo)焰(yan)爐。一般生產多用火(huo)(huo)焰(yan)爐,爐內(nei)氣(qi)氛應保持中性或微氧化性。
不(bu)銹鋼的熱(re)(re)導(dao)率(lv)隨(sui)著(zhu)溫(wen)度(du)(du)的增(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)大。因此,對于直(zhi)徑大于100mm的手壞(huai),均(jun)應(ying)采(cai)用兩段(duan)加(jia)(jia)熱(re)(re)制度(du)(du):在預(yu)熱(re)(re)階段(duan),保(bao)持800~850℃的爐溫(wen)以(yi)較慢的速度(du)(du)加(jia)(jia)熱(re)(re);在加(jia)(jia)熱(re)(re)和均(jun)熱(re)(re)階段(duan),保(bao)持較高爐溫(wen)(始(shi)鍛溫(wen)度(du)(du)上限),以(yi)便能迅速加(jia)(jia)熱(re)(re)到(dao)始(shi)鍛溫(wen)度(du)(du)。
對于表(biao)面質量要(yao)求較高的(de)精密鍛(duan)件,或余量要(yao)求較少的(de)重要(yao)鍛(duan)件,加熱(re)前(qian)往(wang)往(wang)在(zai)毛(mao)坯表(biao)面涂一層防護涂料(玻璃潤滑劑),然后在(zai)普通加熱(re)爐內加熱(re)。
不(bu)銹(xiu)鋼的加熱時間可以按0.3~0.5min/mm計算。
3. 鍛造
以模(mo)鍛為例,做以下說明。
模鍛(duan)(duan)之前模具應預(yu)熱(re)至150~200℃,有(you)時可(ke)預(yu)熱(re)到300℃。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)模鍛(duan)(duan)可(ke)采用單型(xing)槽或多型(xing)槽模。截面形狀有(you)劇烈變化(hua)或形狀復(fu)雜的(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)件(jian)(jian),必須采用預(yu)制坯的(de)(de)(de)工序。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)黏性(xing)大,易粘模。因(yin)此,模鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)質量與(yu)模鍛(duan)(duan)過程中的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)密切相(xiang)關。每次錘擊(ji)之前,模具都必須潤(run)滑(hua),并要把潤(run)滑(hua)劑涂(tu)抹均勻,以免產生表面缺陷。
在(zai)每次錘擊之后,特別是打第一(yi)錘之后,一(yi)定要(yao)注意將氧(yang)化皮(pi)吹刷干凈(jing),一(yi)火(huo)不能(neng)鍛造成時,在(zai)預鍛后仍需(xu)清除(chu)氧(yang)化皮(pi)。
4. 切邊
各類不(bu)(bu)銹鋼(gang)最好采用熱(re)切(qie)邊(bian)(bian)(bian)。熱(re)切(qie)邊(bian)(bian)(bian)通常(chang)應在不(bu)(bu)低于(yu)800℃溫度下進(jin)行。冷鍛(duan)件切(qie)邊(bian)(bian)(bian)時必須(xu)預熱(re)到900~950℃進(jin)行。沉淀硬化不(bu)(bu)銹鋼(gang)必須(xu)切(qie)邊(bian)(bian)(bian),以免(mian)形成毛邊(bian)(bian)(bian)裂紋。對于(yu)很薄的葉片鍛(duan)件,特別(bie)是馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)鍛(duan)件,允許在退火后冷切(qie)邊(bian)(bian)(bian)。
5. 鍛后冷卻
馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)對冷卻速度特別敏(min)感,為(wei)了防止產生裂紋(wen),應采取緩冷措施(shi)。
一般是將鍛(duan)件在200℃左右(you)的爐(lu)墻中或(huo)石棉保溫(wen)箱(xiang)中冷(leng)卻(que),或(huo)者是轉入(ru)600℃爐(lu)中保溫(wen)并隨爐(lu)冷(leng)卻(que)。
奧氏(shi)體和鐵素(su)體不銹鋼因無(wu)相變發生,鍛后可(ke)常空冷(leng)。
6. 表面清理
不(bu)銹鋼在制坯和終鍛之(zhi)間,在機(ji)械(xie)加工之(zhi)前,均需(xu)將(jiang)氧化(hua)皮清除干(gan)凈。酸(suan)洗和噴丸(wan)(wan)都(dou)是較(jiao)好(hao)的清除方(fang)法,以鍛件先(xian)噴丸(wan)(wan)再進行酸(suan)洗效果會更(geng)好(hao)。若用滾筒去除氧化(hua)皮,則酸(suan)洗宜放在滾筒清理之(zhi)后。