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模锻工步包括预锻和终锻工步,其作用是使经制坯的坯料进行锻造得到所要求的形状和尺寸的锻件,所用的型槽称为锻模模膛或模锻型槽,有预锻和终锻两种。每个锻件都需要终锻工步,而预锻工步可根据具体情况来决定是否采用。
切断工步的主要作用是将锻件从棒料切开分离,当采用一火多件模锻件时,切断已锻好的锻件,以便能继续锻造下一个锻件或者用来切断毛边、钳口等。
选择模锻工步的依据是:锻件的形状特征、设备条件和生产条件、生产批量及其工人的操作技术水平等。考虑模锻工步时常考虑问题主要有:有无近似锻件的模锻先例可以借鉴,有无使用更少的工步来完成模锻,是否采用预锻,怎样减少废料损失,如何操作方便,能否在制坯过程减少调头次数,能否采用多件锻造等问题。
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锻件常用的冷却方法:
堆冷。锻件堆在料筐里在空气中冷却。坑(箱)冷。锻件放在地坑里或铁箱中冷却。
灰砂冷。锻件放在炉渣、灰或砂中冷却。用的灰及砂必须干燥。一般锻件入灰砂的温度不低于500℃,周围蓄灰砂厚度不少于80mm。
炉冷。锻件放入炉温为500-700℃的加热炉中缓慢冷却,冷却速度可以按规定速度调节。锻件入炉温度一般不低于600-650℃,待锻件温度和炉温一致后,随炉冷却。炉内要避免冷空气进入。一般出炉温度不高于100-150℃。
控制冷却。终锻后控制锻件的冷却速度以达到一定目的。终锻后的锻件冷却方法,一般说,尺寸较小的锻件表里温差较小,冷却速度可以快些,大锻件的冷却速度应该慢些。碳钢和低合金结构钢热传导性较好,表里温差较小,冷却速度可以快些,高合金结构钢的导热性能差,冷却速度要慢些。所以不同锻件的冷却规范应根据材料的化学成分和锻件的大散热尺寸等因素选定。
等温退火。白点敏感钢锭的冶炼、浇铸后的冷却工艺是否正确是保证质量的前提,而锻后的头一次冷却也是一个关键。通常认为就是在停锻后直接进行扩氢等温退火。
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锻件原材料的计算方法:
关于锻件原材料的计算方法有直接计算法和算料盘计算法。
直接计算法是根据钢板的厚度和面积、各种型钢的截面尺寸和长度,直接计算出原材料的质量。
算料盘计算法。圆、方钢质量计算规则。若需算出每一种圆(方)钢的质量时,应将方圆部的圆(方)的标线和已知直径的数字对准,再看物体的长度数字。相对应的数字就是质量。
锻件厂关于扁钢质量计算规则。计算扁钢(横截面为矩形)的质量时,应将扁铁部宽与厚的数字相对,再看物体的长度数字,相对应的数字就是质量。钢球质量计算规则。把球的标线,对在直径数字上,再看直径数字相对的数字就是球的质量。六角钢质量计算规则。先计算内切圆料的质量,再加上角的质量。即先算出内切圆料质量后,把“6角”对在标准线上,再从查出已计算出的值,在上与此对应的数就是加角后的质量。八角钢质量计算规则。与六角相同,加角时把“角”对在标准线上即可。
算料盘上的乘、除法运算规则。先在找被乘数并对准标准数,再在找出乘数,乘数对着的数就是积;先在找被除数,再在找出除数并对准被除数,标准数对着的数就是商。
计算出锻件的体积或质量,再考虑工艺余料及烧损量的大小,由此选定使用坯料的规格。然后,根据“体积不变定律”的基本公式,计算出下料长度。
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金属锻造温度范围怎么确定?
大部分合金结构钢和工具钢,因合金元素含量少,对铁碳相图形式并无明显影响,也可参照Fe-C相图来初步确定锻造温度范围。对于铝合金、钛合金、铜合金、不锈钢及高温合金等,需要综合应用各种方法,才能确定合理的锻造温度范围。
终锻温度也要根据锻件的具体情况来调整,钢锭锻造,在未完全热透之前,塑性较低,其终锻温度要比锻坯的终锻温度高30〜50℃。对于无固态相变的合金,组织不能通过热处理的方法进行细化,只有依靠锻造来控制晶粒度,为使锻件获得细小晶粒,这类合金的终锻温度一般偏低。对于利用锻造余热进行热处理的锻件,终锻温度应满足热处理温度的要求。精整工步的终锻温度,-般允许比规定值低50〜80℃。通过长期生产试验和大量的工作,现有金属材料的锻造温度范围大部分已经确定,可从有关手册中査得。
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