簡介
【詞目】鍛造
【拼音】duàn zào
【基本解釋】 對一個人或物進(jìn)行磨煉,使其具有更好的品質(zhì)。
例:感謝學(xué)校對我們的鍛造,讓我們面對未知的將來充滿了信心。
變形溫度
鋼的開始再結(jié)晶溫度約為727℃,但普遍采用800℃作為劃分線,高于800℃的是熱鍛;在300~800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。
坯料
根據(jù)坯料的移動方式,鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。
1、自由鍛。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵(砧塊)間產(chǎn)生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。
2、模鍛。模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件,又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等。
3、 閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴(yán)格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量,努力減少鍛模的磨損。
鍛模
根據(jù)鍛模的運動方式,鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾 環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率,輥鍛和橫軋可用作細(xì)長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋鍛造也是局部成形的,它的優(yōu)點是與鍛件尺寸相比,鍛造力較小情況下也可實現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式,加工時材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展,因此,很難保證精度,所以,將鍛模的運動方向和旋鍛工序用計算機控制,就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品,例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。
鍛造設(shè)備的模具運動與自由度是不一致的,根據(jù)下死點變形限制特點,鍛造設(shè)備可分為下述四種形式:
1、限制鍛造力形式:油壓直接驅(qū)動滑塊的油壓機。
2、準(zhǔn)沖程限制方式:油壓驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)的油壓機。
3、沖程限制方式:曲柄、連桿和楔機構(gòu)驅(qū)動滑塊的機械式壓力機。
4、能量限制方式:利用螺旋機構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機。
為了獲得高的精度應(yīng)注意防止下死點處過載,控制速度和模具位置。因為這些都會對鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外,為了保持精度,還應(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度,調(diào)整下死點和利用補助傳動裝置等措施。
滑塊
還有滑塊垂直和水平運動(用于細(xì)長件的鍛造、潤滑冷卻和高速生產(chǎn)的零件鍛造)方式之分,利用補償裝置可
順利鍛造出首個大型盤類件產(chǎn)品
以增加其它方向的運動。上述方式不同,所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產(chǎn)量、尺寸公差和潤滑冷卻方式都不一樣,這些因素也是影響自動化水平的因素。
鍛造用材
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良好,形狀和尺寸準(zhǔn)確,表面質(zhì)量好,便于組織批量生產(chǎn)。只要合理控制加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件。
鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織,有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過大的塑性變形,將柱狀晶破碎為細(xì)晶粒,將疏松壓實,才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機械性能。
經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯,在熱態(tài)下經(jīng)無飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度,具有良好的機械性能,并且精度高,可減少后續(xù)的切削加工。粉末鍛件內(nèi)部組織均勻,沒有偏析,可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠(yuǎn)高于一般棒材的價格,在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到一定限制。 、
對澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、結(jié)晶、流動、塑性變形和成形,就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁件。
鍛造用料除了通常的材料,如各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外,鐵基高溫合金,鎳基高溫合金,鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成,只是這些合金由于其塑性區(qū)相對較窄,所以鍛造難度會相對較大,不同材料的加熱溫度,開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。
工藝流程
不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程最長,一般順序為:鍛坯下料;鍛坯加熱;輥鍛備坯;模鍛成形;切邊;沖孔;矯正;中間檢驗,檢驗鍛件的尺寸和表面缺陷;鍛件熱處理,用以消除鍛造應(yīng)力,改善金屬切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矯正;檢查,一般鍛件要經(jīng)過外觀和硬度檢查,重要鍛件還要經(jīng)過化學(xué)成分分析、機械性能、殘余應(yīng)力等檢驗和無損探傷。
鍛件特點
與鑄件相比
金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶,使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я]^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織,使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實和焊合,其組織變得更加緊密,提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。
鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外,鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性,使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致,金屬流線完整,可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產(chǎn)的鍛件,都是鑄件所無法比擬的
鍛件是金屬被施加壓力,通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。這種力量典型的通過使用鐵錘或壓力來實現(xiàn)。鑄件過程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu),并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn)實使用中,一個正確的設(shè)計能使顆粒流在主壓力的方向。鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件,即把冶煉好的液態(tài)金屬,用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中,冷卻后經(jīng)落砂、清理和后處理等,所得到的具有一定形狀,尺寸和性能的物件。
分類
1、飛機鍛件
2、柴油機鍛件
3、船用鍛件
4、兵器鍛件
5、礦山鍛件
6、核電鍛件
7、石油化工鍛件
注意事項
鍛造過程應(yīng)注意的地方
1.鍛造加工過程包括:將材料切割成所需尺寸、加熱、鍛造、熱處理、清理和檢驗。在小型人工鍛造中,所有這些操作都由數(shù)名鍛工上手和下手在狹小場所內(nèi)進(jìn)行。他們都暴露于相同的有害環(huán)境和職業(yè)性危害中;在大型鍛造車間,危害隨工作崗位的不同而各異。
工作條件 盡管工作條件因鍛造形式不同而各異,但具有某些共同特點:中等強度的體力勞動,干熱的小氣候環(huán)境,產(chǎn)生噪聲和振動,空氣受煙霧污染。
2.工人們同時暴露于高溫空氣和熱輻射下,導(dǎo)致熱量在體內(nèi)積累,熱量加上代謝的熱量,會造成散熱失調(diào)和病理變化。8小時勞動的排汗量將隨小氣體環(huán)境、體力消耗以及熱適應(yīng)性程度的不同而異一般在1.5~5升之間,或甚至更高。在較小鍛造車間或離熱源較遠(yuǎn)處,貝哈二氏熱應(yīng)激指數(shù)通常為55~95;但在大型鍛造車間,靠近加熱爐或落錘機的工作點可能高達(dá)150~190。易引起缺鹽和熱痙攣。在寒冷季節(jié),暴露于小氣候環(huán)境的變化中可能在一定程度上促進(jìn)其適應(yīng)性,但迅速而過于頻繁的變化,可能構(gòu)成對健康的危害。
大氣污染:作場所的空氣中可能含有煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫,或者還含有丙烯醛,其濃度取決于加熱爐燃料的種類和所含雜質(zhì),以及燃燒效率、氣流和通風(fēng)狀況。
噪聲和振動:型鍛錘必然會產(chǎn)生低頻率噪聲和振動,但也可能有一定的高頻成分,其聲壓級在95~115分貝之間。工作人員暴露于鍛造振動中,可能造成氣質(zhì)性和功能性失調(diào),會降低工作能力和影響安全。
危險因素
鍛造生產(chǎn)危險因素及主要原因
一、在鍛造生產(chǎn)中,易發(fā)生的外傷事故,按其原因可分為三種:
第一、 機械傷——由機器、工具或工件直接造成的刮傷、碰傷;
第二、燙傷;
第三、 電觸傷。
二、從安全技術(shù)勞動保護(hù)的角度來看,鍛造車間的特點是:
1. 鍛造生產(chǎn)是在金屬灼熱的狀態(tài)下進(jìn)行的(如低碳鋼鍛造溫度范圍在1250~750℃之間),由于有大量的手工勞動,稍不小心就可能發(fā)生灼傷。
2. 鍛造車間里的加熱爐和灼熱的鋼錠、毛坯及鍛件不斷地發(fā)散出大量的輻射熱(鍛件在鍛壓終了時,仍然具有相當(dāng)高的溫度),工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害。
3. 鍛造車間的加熱爐在燃燒過程中產(chǎn)生的煙塵排入車間的空氣中,不但影響衛(wèi)生,還降低了車間內(nèi)的能見度(對于燃燒固體燃料的加熱爐,情況就更為嚴(yán)重),因而也可能會引起工傷事故。
4. 鍛造生產(chǎn)所使用的設(shè)備如空氣錘、蒸汽錘、摩擦壓力機等,工作時發(fā)出的都是沖擊力。設(shè)備在承受這種沖擊載荷時,本身容易突然損壞(如鍛錘活塞桿的突然折斷),而造成嚴(yán)重的傷害事故。
壓力機(如水壓機、曲柄熱模鍛壓力機、平鍛機、精壓機)剪床等,在工作時,沖擊性雖然較小,但設(shè)備的突然損壞等情況也時有發(fā)生,操作者往往猝不及防,也有可能導(dǎo)致工傷事故。
5. 鍛造設(shè)備在工作中的作用力是很大的,如曲柄壓力機、拉伸鍛壓機和水壓機這類鍛壓設(shè)備,它們的工作條件雖較平穩(wěn),但其工作部件所發(fā)生的力量卻是很大的,如我國已制造和使用了12000t的鍛造水壓機。就是常見的100~150t的壓力機,所發(fā)出的力量已是夠大的了。如果模子安裝或操作時稍有不正確,大部分的作用力就不是作用在工件上,而是作用在模子、工具或設(shè)備本身的部件上了。這樣,某種安裝調(diào)整上的錯誤或工具操作的不當(dāng),就可能引起機件的損壞以及其他嚴(yán)重的設(shè)備或人身事故。
6. 鍛工的工具和輔助工具,特別是手鍛和自由鍛的工具、夾鉗等名目繁多,這些工具都是一起放在工作地點的。在工作中,工具的更換非常頻繁,存放往往又是雜亂的,這就必然增加對這些工具檢查的困難,當(dāng)鍛造中需用某一工具而時常又不能迅速找到時,有時會“湊合”使用類似的工具,為此往往會造成工傷事故。
7. 由于鍛造車間設(shè)備在運行中發(fā)生的噪聲和震動,使工作地點嘈雜不堪入耳,影響人的聽覺和神經(jīng)系統(tǒng),分散了注意力,因而增加了發(fā)生事故的可能性。
三、 鍛造車間工傷事故的原因分析
1. 需要防護(hù)的地區(qū)、設(shè)備缺乏防護(hù)裝置和安全裝置。
2. 設(shè)備上的防護(hù)裝置不完善,或未使用。
3. 生產(chǎn)設(shè)備本身有缺陷或毛病。
4. 設(shè)備或工具損壞及工作條件不適當(dāng)。
5. 鍛模和鐵砧有毛病。
6. 工作場地組織和管理上的混亂。
7. 工藝操作方法及修理的輔助工作做得不適當(dāng)。
8. 個人防護(hù)用具如防護(hù)眼鏡有毛病,工作服和工作鞋不符合工作條件。
9. 幾個人共同進(jìn)行一項作業(yè)時,互相配合不協(xié)調(diào)。
10. 缺乏技術(shù)教育和安全知識,以致采用了不正確的步驟和方法。