锻造前的准备和锻后热处理教学课件

第四章锻造工艺第一节锻造前的准备和锻后热处理锻造生产用的原材料锻造生产用的原材料可分为锻造用钢和锻造用有色金属1.锻造用钢钢是工业生产中应用最广的原材料,w在2.11%以下的铁碳合金称为钢;w在2.11%以上的铁碳合金称为铸铁(在这里可锻铸铁不再论述)钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢。碳素钢中主要成分是铁和碳。碳对钢的力学性能影响很大,随着碳的质量分数增加,钢的强度和硬度随之増加(当吣大于1%时强度反而下降),塑性、韧性随之降低。碳素钢按碳的质量分数髙低可分为低碳钢、中碳钢、髙碳钢。按合金元素总的质量分数的多少,合金钢可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。(1)按质量分类钢中除铁、碳外,还含有硫(S)、磷(P)等有害杂质,硫使钢产生热脆,磷使钢产生冷脆。钢的质量好坏主要根据钢中硫、磷的质量分数的多少来划分成普通钢、优质钢、高级优质钢。(2)按用途分类结构钢、工具钢、特殊用途钢。(3)其他分类法除上述分类外,钢还可以按冶炼的方法分为转炉钢、平炉钢和电炉钢;按浇铸前脱氧程度分为镇静钢、沸腾钢和半镇静钢;按金相组织分为奥氏体钢、马氏体钢和铁素体钢等。2.锻造用有色金属锻造用有色金属主要有铜、铝及其合金等。这些有色金属一般具有密度小、强度高、导电导热性好、抗腐蚀性好等优点。因此,广泛地用于航空、电器、化学、造船等工业部门(1)铜及铜合金1)纯铜。其牌号用字母T表示,如T1、T2、T3。塑性好,主要用于制造电工产品的导电体和配制铜合金。2)黄铜。常用的铜合金有黄铜和青铜两大类。黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜两种。3)青铜。除黄铜和白铜(铜-镍-钴合金)以外的铜合金通称为青铜,青铜可分为含锡的锡青铜和不含锡的无锡青铜两类。青铜的牌号用Q表(2)铝及铝合金1)纯铝。工业纯铝的牌号如1A99、1A97、1A93、1080A、1070A、1060A、1050A等。2)铝合金。可分为铸造铝合金和锻造铝合金两类。锻造铝合金有防锈铝、硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝等、下料锻造用钢是各种类型的钢锭和钢坯;锻造用有色金属一般是各种类型的坯料除大、中型自由锻件采用钢锭为坯料外,一般锻件都采用各种金属棒料为坯料。在锻造前,一般要在专门的下料设备上把金属棒料切成所需长度。当没有专门的下料设备时,也可以在其他设备上进行切料常用的下料方法介绍如下:1.锯切锯切常在圆盘锯、弓形锯和带锯上进行。圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘慢速旋转并移动,而将棒料切断。圆盘锯通用性强,锯盘的最大直径可达2m,能够锯切的棒料直径在750m以下,弓形锯是由电动机带动带齿的锯条作往复移动,而把棒料切断。弓形锯投资少,使用方便,适用于小批生产,可以锯切的棒料直径在100m以下。对于直径特别小的棒料,也可以成捆锯断。锯切的优点是切口断面平整,尺寸准确。常用的圆盘锯和弓形锯生产效率低,有锯口损失,并且锯盘和锯条的损耗大。带锯切割具有节能、节约原材料(锯缝狭窄)、生产效率髙、切割质量好、自动化程度高、噪声小、便于操作的优点,适合较大批量的生产。因此它适用于切割普通结构钢及不锈钢、钛合金、镍铬合金等难切材料,镶有碳化钨的刀片能切割最难加工的钢,也可用于锯切有色金属材料和各种非金属材料,是较为先进的下料方法2.剪切般在剪床上进行,可以剪切直径为200m以下的钢材。对于低碳钢、中碳钢等断面尺寸较小的钢坯可以冷剪。而对于高碳钢、合金钢和截面尺寸较大的钢坯,在剪切前应预热至350~700℃,以避免被剪处产生很大应力而出现裂纹采用剪床下料,可以装置自动送料出料机构,因而工人劳动条件较好,生产效率很高。同时,剪切下料无切屑,可以节约金属,降低成本,提高材料利用率。因此,剪床被广泛用于大批量生产的模锻车间的下料剪切下料的缺点是剪切端面不平,局部被压扁,剪断面常有毛刺和裂缝,特别是在预热状态下剪切直径大的钢坯时更为严重。剪切下料也可以在曲柄压力机和摩擦压力机等设备上进行冷折下料在水压机或曲柄压力机上,通过冲头将压力传到材料上,从而使被折材料沿预先加工好的切口折断,如图4-1所示。冷折前一般用锯切或气割加工出预切口,其目的是为了在切口处造成大的应力集中,以保证材料在一定的部位折断,不产生大的塑性变形而影响断面质量。预切口尺寸确定如下切口宽度b=5~8mm;切口深度h=3amm;式中a——坯料直径或厚度(mm)冷折适用于硬度较高的高碳钢及高合金钢,如GCr15、GCr15SiMn等轴承钢,要求预热到300~400℃。图41冷折下料工作原理示意图4砂轮切割砂轮切割是在砂轮切割机上将钢坯切断。砂轮切割机是由电动机带动薄片砂轮(厚度一般在3m以下)高速旋转,并用手动或机动使它作上下运动而将钢坯切断。砂轮切割机可切割直径在40m以下的任何硬度的金属材料。砂轮切割生产效率高,切割端面平整,适用于其他下料方法难以切割的金属,如高温合金GH33等。缺点是砂轮损耗较大;工人劳动条件较差,需要有良好的通风设备;切割低熔点金属棒料时(如铝合金等),对切割端面稍有影响5.气割气割是利用氧气和可燃气体的气割器(称割炬),产生温度很高的火焰,使割缝上的金