3、锻造用材
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯,在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度,具有良好的机械性能,并且精度高,可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀,没有偏析,可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格,在生产中的应用受到一定限制。对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
锻造用料除了通常的材料,如各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外,铁基高温合金,镍基高温合金,钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成,只是这些合金由于其塑性区相对较窄,所以锻造难度会相对较大,不同材料的加热温度,开锻温度与终锻温度都有严格的要求。 4、锻造工艺流程
不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;冲孔;矫正;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
5、锻件特点:
与铸件相比,金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。铸件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
6、锻造过程注意事项:
1).锻造加工过程包括:将材料切割成所需尺寸、加热、锻造、热处理、清理和检验。在小型人工锻造中,所有这些操作都由数名锻工上手和下手在狭小场所内进行。他们都暴露于相同的有害环境和职业性危害中;在大型锻造车间,危害随工作岗位的不同而各异。工作条件尽管工作条件因锻造形式不同而各异,但具有某些共同特点:中等强度的体力劳动,干热的小气候环境,产生噪声和振动,空气受烟雾污染。
2).工人们同时暴露于高温空气和热辐射下,导致热量在体内积累,热量加上代谢的热量,会造成散热失调和病理变化。8小时劳动的排汗量将随小气体环境、体力消耗以及热适应性程度的不同而异一般在1.5~5升之间,或甚至更高。在较小锻造车间或离热源较远处,贝哈二氏热应激指数通常为55~95;但在大型锻造车间,靠近加热炉或落锤机的工作点可能高达150~190。易引起缺盐和热痉挛。在寒冷季节,暴露于小气候环境的变化中可能在一定程度上促进其适应性,但迅速而过于频繁的变化,可能构成对健康的危害。
大气污染:作场所的空气中可能含有烟尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫,或者还含有丙烯醛,其浓度取决于加热炉燃料的种类和所含杂质,以及燃烧效率、气流和通风状况。噪声和振动:型锻锤必然会产生低频率噪声和振动,但也可能有一定的高频成分,其声压级在95~115分贝之间。工作人员暴露于锻造振动中,可能造成气质性和功能性失调,会降低工作能力和影响安全。
7、锻造生产危险因素及主要原因
一、在锻造生产中,易发生的外伤事故,按其原因可分为三种:
机械伤——工具或工件直接造成的刮伤、碰伤;烫伤;电触伤。
二、从安全技术劳动保护的角度来看,锻造车间的特点是:
1).锻造生产是在金属灼热的状态下进行的(如低碳钢锻造温度范围在1250~750℃之间),由于有大量的手工劳动,稍不小心就可能发生灼伤。
2).锻造车间里的加热炉和灼热的钢锭、毛坯及锻件不断地发散出大量的辐射热(锻件在锻压终了时,仍然具有相当高的温度),工人经常受到热辐射的侵害。
3).锻造车间的加热炉在燃烧过程中产生的烟尘排入车间的空气中,不但影响卫生,还降低了车间内的能见度(对于燃烧固体燃料的加热炉,情况就更为严重),因而也可能会引起工伤事故。
4).锻造生产所使用的设备如空气锤、蒸汽锤、摩擦压力机等,工作时发出的都是冲击力。设备在承受这种冲击载荷时,本身容易突然损坏(如锻锤活塞杆的突然折断),而造成严重的伤害事故。
压力机(如水压机、曲柄热模锻压力机、平锻机、精压机)剪床等,在工作时,冲击性虽然较小,但设备的突然损坏等情况也时有发生,操作者往往猝不及防,也有可能导致工伤事故。
5).锻造设备在工作中的作用力是很大的,如曲柄压力机、拉伸锻压机和水压机这类锻压设备,它们的工作条件虽较平稳,但其工作部件所发生的力量却是很大的,如我国已制造和使用了12000t的锻造水压机。就是常见的100~150t的压力机,所发出的力量已是够大的了。如果模子安装或操作时稍有不正确,大部分的作用力就不是作用在工件上,而是作用在模子、工具或设备本身的部件上了。这样,某种安装调整上的错误或工具操作的不当,就可能引起机件的损坏以及其他严重的设备或人身事故。
6).锻工的工具和辅助工具,特别是手锻和自由锻的工具、夹钳等名目繁多,这些工具都是一起放在工作地点的。在工作中,工具的更换非常频繁,存放往往又是杂乱的,这就必然增加对这些工具检查的困难,当锻造中需用某一工具而时常又不能迅速找到时,有时会“凑合”使用类似的工具,为此往往会造成工伤事故。
7).由于锻造车间设备在运行中发生的噪声和震动,使工作地点嘈杂不堪入耳,影响人的听觉和神经系统,分散了注意力,因而增加了发生事故的可能性。
(来源:未知)
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