簡(jiǎn)介
【詞目】鍛造
【拼音】duàn zào
【基本解釋】 對一個(gè)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(lái)充滿(mǎn)了信心。
變形溫度
鋼的開(kāi)始再結晶溫度約為727℃,但普遍采用800℃作為劃分線(xiàn),高于800℃的是熱鍛;在300~800℃之間稱(chēng)為溫鍛或半熱鍛。
坯料
根據坯料的移動(dòng)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(gè)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(kāi)式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內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(méi)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雜鍛件的精加工。由于沒(méi)有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴格控制坯料的體積,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
根據鍛模的運動(dòng)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長(cháng)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(diǎn)是與鍛件尺寸相比,鍛造力較小情況下也可實(shí)現形成。包括自由鍛在內的這種鍛造方式,加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴展,因此,很難保證精度,所以,將鍛模的運動(dòng)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。
鍛造設備的模具運動(dòng)與自由度是不一致的,根據下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn),鍛造設備可分為下述四種形式:
1、限制鍛造力形式:油壓直接驅動(dòng)滑塊的油壓機。
2、準沖程限制方式:油壓驅動(dòng)曲柄連桿機構的油壓機。
3、沖程限制方式:曲柄、連桿和楔機構驅動(dòng)滑塊的機械式壓力機。
4、能量限制方式:利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。
為了獲得高的精度應注意防止下死點(diǎn)處過(guò)載,控制速度和模具位置。因為這些都會(huì )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,還應注意調整滑塊導軌間隙、保證剛度,調整下死點(diǎn)和利用補助傳動(dòng)裝置等措施。
滑塊
還有滑塊垂直和水平運動(dòng)(用于細長(cháng)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(gè)大型盤(pán)類(lèi)件產(chǎn)品
以增加其它方向的運動(dòng)。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(dòng)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(chēng)為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)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(guò)大的塑性變形,將柱狀晶破碎為細晶粒,將疏松壓實(shí),才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機械性能。
經(jīng)壓制和燒結成的粉末冶金預制坯,在熱態(tài)下經(jīng)無(wú)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,可減少后續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻,沒(méi)有偏析,可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價(jià)格遠高于一般棒材的價(jià)格,在生產(chǎn)中的應用受到一定限制。 、
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、結晶、流動(dòng)、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相對較窄,所以鍛造難度會(huì )相對較大,不同材料的加熱溫度,開(kāi)鍛溫度與終鍛溫度都有嚴格的要求。
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(cháng),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(guò)外觀(guān)和硬度檢查,重要鍛件還要經(jīng)過(guò)化學(xué)成分分析、機械性能、殘余應力等檢驗和無(wú)損探傷。
鍛件特點(diǎn)
與鑄件相比
金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結構和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結晶,使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я]^細、大小均勻的等軸再結晶組織,使鋼錠內原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)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性,使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致,金屬流線(xiàn)完整,可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(cháng)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(wú)法比擬的
鍛件是金屬被施加壓力,通過(guò)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(guò)使用鐵錘或壓力來(lái)實(shí)現。鑄件過(guò)程建造了精致的顆粒結構,并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現實(shí)使用中,一個(gè)正確的設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先準備好的鑄型中,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(lèi)
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(guò)程應注意的地方
1.鍛造加工過(guò)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名鍛工上手和下手在狹小場(chǎng)所內進(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(chē)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(diǎn):中等強度的體力勞動(dòng),干熱的小氣候環(huán)境,產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),空氣受煙霧污染。
2.工人們同時(shí)暴露于高溫空氣和熱輻射下,導致熱量在體內積累,熱量加上代謝的熱量,會(huì )造成散熱失調和病理變化。8小時(shí)勞動(dòng)的排汗量將隨小氣體環(huán)境、體力消耗以及熱適應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(chē)間或離熱源較遠處,貝哈二氏熱應激指數通常為55~95;但在大型鍛造車(chē)間,靠近加熱爐或落錘機的工作點(diǎn)可能高達150~190。易引起缺鹽和熱痙攣。在寒冷季節,暴露于小氣候環(huán)境的變化中可能在一定程度上促進(jìn)其適應性,但迅速而過(guò)于頻繁的變化,可能構成對健康的危害。
大氣污染:作場(chǎng)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(lèi)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(dòng):型鍛錘必然會(huì )產(chǎn)生低頻率噪聲和振動(dòng),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(dòng)中,可能造成氣質(zhì)性和功能性失調,會(huì )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(dòng)保護的角度來(lái)看,鍛造車(chē)間的特點(diǎn)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(dòng),稍不小心就可能發(fā)生灼傷。
2. 鍛造車(chē)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(shí),仍然具有相當高的溫度),工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害。
3. 鍛造車(chē)間的加熱爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵排入車(chē)間的空氣中,不但影響衛生,還降低了車(chē)間內的能見(jiàn)度(對于燃燒固體燃料的加熱爐,情況就更為嚴重),因而也可能會(huì )引起工傷事故。
4. 鍛造生產(chǎn)所使用的設備如空氣錘、蒸汽錘、摩擦壓力機等,工作時(shí)發(fā)出的都是沖擊力。設備在承受這種沖擊載荷時(shí),本身容易突然損壞(如鍛錘活塞桿的突然折斷),而造成嚴重的傷害事故。
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(shí),沖擊性雖然較小,但設備的突然損壞等情況也時(shí)有發(fā)生,操作者往往猝不及防,也有可能導致工傷事故。
5. 鍛造設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(lèi)鍛壓設備,它們的工作條件雖較平穩,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(jiàn)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(shí)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、工具或設備本身的部件上了。這樣,某種安裝調整上的錯誤或工具操作的不當,就可能引起機件的損壞以及其他嚴重的設備或人身事故。
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(diǎn)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,當鍛造中需用某一工具而時(shí)常又不能迅速找到時(shí),有時(shí)會(huì )“湊合”使用類(lèi)似的工具,為此往往會(huì )造成工傷事故。
7. 由于鍛造車(chē)間設備在運行中發(fā)生的噪聲和震動(dòng),使工作地點(diǎn)嘈雜不堪入耳,影響人的聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統,分散了注意力,因而增加了發(fā)生事故的可能性。
三、 鍛造車(chē)間工傷事故的原因分析
1. 需要防護的地區、設備缺乏防護裝置和安全裝置。
2. 設備上的防護裝置不完善,或未使用。
3. 生產(chǎn)設備本身有缺陷或毛病。
4. 設備或工具損壞及工作條件不適當。
5. 鍛模和鐵砧有毛病。
6. 工作場(chǎng)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。
8. 個(gè)人防護用具如防護眼鏡有毛病,工作服和工作鞋不符合工作條件。
9. 幾個(gè)人共同進(jìn)行一項作業(yè)時(shí),互相配合不協(xié)調。
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。