鍛造鍛件時(shí)的機(jī)械加工余量是什么?
為了保證加熱質(zhì)量和嚴(yán)格控制始鍛溫度和終鍛溫度,準(zhǔn)確的測(cè)定金屬坯料的溫度是一項(xiàng)必不可少的工作,尤其對(duì)鍛造重要的金屬材料和鍛造內(nèi)部性能高的鍛件更為必要。
金屬加熱溫度的測(cè)量主要是測(cè)量爐內(nèi)加熱過(guò)程中的金屬坯料的溫度,以便控制坯料加熱工藝,而測(cè)量爐內(nèi)金屬坯料的溫度比測(cè)量爐溫還要困難,爐溫總是高于金屬坯料溫度,找出兩者的規(guī)律后,經(jīng)常用可以控制的爐溫的測(cè)量來(lái)代替金屬溫度的測(cè)量。
測(cè)量金屬坯料加熱溫度的方法很多,如目測(cè)金屬、加熱溫度、熱電偶測(cè)溫、紅外線測(cè)溫儀測(cè)溫等幾種。
鋼加熱到530℃以上時(shí),由于溫度的不同,會(huì)發(fā)出不同顏色的光波(火色),隨著溫度的逐漸升高,發(fā)出的顏色也依次由深到淺或由暗到亮,所以鋼坯在不同溫度下的顏色也就對(duì)應(yīng)于鋼坯的相應(yīng)溫度。
目測(cè)金屬加熱溫度,是鍛造車(chē)間測(cè)量金屬加熱溫度常用的一種簡(jiǎn)便方法。但由于受白天黑夜,陰晴天,車(chē)間亮度,操作者的熟練程度等多方面影響,所以目測(cè)溫度誤差較大。一般而言,在亮處測(cè)時(shí)火色暗些、暗處測(cè)相對(duì)亮些。有經(jīng)驗(yàn)的加熱工和鍛工目測(cè)溫度的誤差可達(dá)±15℃~4O℃。
也可以使用標(biāo)準(zhǔn)色卡判斷坯料加熱溫度。對(duì)于中頻感應(yīng)加熱爐,一般將標(biāo)準(zhǔn)色卡掛在加熱爐旁,由操作工人對(duì)照使用。
使用這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于,對(duì)一些鍛造溫度范圍要求不嚴(yán)格的鋼料或?qū)Ω叨裙钜话阋蟮腻懠?lái)說(shuō),目測(cè)溫度非常方便,迅速,并且還有可能判斷測(cè)溫儀器是否有毛病,所以也可以作為儀表測(cè)溫的補(bǔ)充,其缺點(diǎn)是誤差太大,不宜測(cè)定加熱溫度要求嚴(yán)格的坯料和精密模鍛件;同時(shí)對(duì)眼睛有一定程度刺激。
普通的模鍛方法一般不能滿足最終零件對(duì)形狀和尺寸精度、表面粗糙度的要求。主要原因是:毛坯表面在高溫下產(chǎn)生氧化、脫碳以及其它污染現(xiàn)象;可能產(chǎn)生的表面力學(xué)性能不合格或有其它缺陷;毛坯體積的變化及終鍛溫度的波動(dòng),使得鍛件尺寸不易控制;由于鍛件出模的需要,模膛側(cè)壁帶有斜度,鍛件上相應(yīng)地增加敷料;模膛磨損和上下模錯(cuò)移,導(dǎo)致鍛件尺寸出現(xiàn)偏差。
因此,鍛件的全部或部分表面,在模鍛后還需要進(jìn)行機(jī)械加工,在這些表面就應(yīng)該留有供機(jī)械加工用的金屬層,稱為機(jī)械加工余量。鍛件上凡是需要機(jī)械加工的部位,都應(yīng)給予加工余量。加工余量的大小主要取決于零件的形狀尺寸、加工精度和表面粗糙度要求,以及鍛造時(shí)的加熱質(zhì)量、設(shè)備模具精度和操作技術(shù)水平等。過(guò)大的加工余量,將增加機(jī)械加工工時(shí)和金屬損耗耗;加工余量不足,則將增加鍛件的廢品率。
偏析是指鋼中化學(xué)成分與雜質(zhì)分布的不均勻現(xiàn)象。一般將高于平均成分者,稱為正偏析,低于平均成分者,稱為負(fù)偏析。尚有宏觀偏析,如區(qū)域偏析與微觀偏析,如枝晶偏析,晶間偏析之分。鍛件中的偏析與鋼錠偏析密切相關(guān),而鋼錠偏析程度又與鋼種、錠型、冶煉質(zhì)量及澆注條件等有關(guān)。合金元素、雜質(zhì)含量、鋼中氣體均加劇偏析的發(fā)展。鋼錠愈大,澆注溫度愈高,澆注速度愈快,偏析程度愈嚴(yán)重。
區(qū)域偏析屬于宏觀偏析,是由鋼液在凝固過(guò)程中選擇結(jié)晶,溶解度變化和比重差異引起的。如鋼液氣體在上浮過(guò)程中帶動(dòng)富集雜質(zhì)的鋼液上升的條狀軌跡,形成須狀A(yù)形偏析。頂部先結(jié)晶的晶體和髙熔點(diǎn)的雜質(zhì)下沉,仿佛結(jié)晶雨下落形成的軸心v形偏析。沉淀于錠底形成負(fù)偏析沉積堆。最后凝固上部區(qū)域,碳、硫、磷等偏析元素富集,成為缺陷較多的正偏析區(qū)。
框形偏析在鍛件橫向低倍試片上,呈現(xiàn)與錠塑輪廓相對(duì)應(yīng)的框形特征,亦稱框形偏析。偏析帶由小孔隙及富集元素構(gòu)成對(duì)鍛件組織性能的均勻性有不良的影響。
波紋狀偏析電渣重熔以其純凈度高、結(jié)晶結(jié)構(gòu)合理,成為生產(chǎn)重要鍛件鋼坯的方法,但是如果在重熔過(guò)程中電流、電壓不穩(wěn)定,則會(huì)形成波紋狀偏析。當(dāng)電流、電壓增高時(shí),鋼液過(guò)熱,結(jié)晶速度減緩,鋼液中的溶質(zhì)元素在結(jié)晶前沿偏聚形成富集帶;當(dāng)電流、電壓減小時(shí),熔質(zhì)元素偏聚程度減小,這種周期性的變化,便形成了波紋狀的偏析條帶。
枝晶偏析屬于微觀偏析。樹(shù)枝狀結(jié)晶與晶間微區(qū)成分的不均勻性可能引起組織性能的不均勻分布。采用掃描電鏡(SEM)、波譜儀(WDS)、能譜儀(EDS)進(jìn)行微區(qū)觀察和成分分析可以檢出并闡明原因,一般通過(guò)髙溫?cái)U(kuò)散加熱,鍛壓合理變形與均勻化熱處理可以消除或減輕其不良影響。