熱處理的目的是通過加熱、冷卻的方法,改變金屬或合金的組織結(jié)構(gòu),使其具備工程技術(shù)上所需要的性能。在大型鍛件產(chǎn)品熱處理的淬火和正火時(shí),首先是將鍛件加熱到適當(dāng)溫度,使之完成奧氏體鍛件的轉(zhuǎn)變。大型鍛件加熱時(shí),不像中小件那樣簡(jiǎn)單,要根據(jù)大型鍛件的特點(diǎn),采用不同的加熱方式,其核心問題是在加熱過程中要盡量降低溫差熱應(yīng)力,確保已存在的缺陷不再擴(kuò)大,同時(shí)也要考慮到不能在高溫階段停留時(shí)間過長(zhǎng),以防奧氏體晶粒長(zhǎng)大。所以在制訂大型鍛件的加熱工藝時(shí)要綜合考慮,不能顧此失彼。
入爐,對(duì)于一般碳鋼和低合金鋼中小型鍛件并無特殊要求,對(duì)于一些高合金鋼大型鍛件要求入爐溫度小于450℃,并保持一定時(shí)間。
低溫升溫時(shí)的加熱速度。低溫階段的升溫速度可視情況采用全功率升溫和速度升兩種方式,因?yàn)榈蜏仉A段鍛件心部還處于彈性狀態(tài),過高的溫差易造成過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致鍛件的開裂可能。
中間保持,在大型鍛件熱處理工藝中,廣泛采用中間保持的階梯加熱的工藝。中間保持后的升溫速度。經(jīng)中間保持以后,鍛件表面和心部的溫差基本消失,這時(shí)鍛件心部的溫度較高,已處于塑性狀態(tài),所以這時(shí)繼續(xù)升溫可采用較高的升溫速度,即使這時(shí)會(huì)產(chǎn)生第二個(gè)溫差,對(duì)鍛件也不會(huì)產(chǎn)生更大的危害。
均溫,均溫的概念是由大型鍛件加熱的特點(diǎn)所決定的,一般大型鍛件的加熱爐都比較大,爐溫的均勻性較差,而操作人員主要是通過熱電偶的溫度表來觀察爐內(nèi)溫度的。保溫,均溫完成后即進(jìn)入保溫階段,保溫的作用是使工件心部溫度也達(dá)到加熱溫度,并完成奧氏體轉(zhuǎn)變。
自由鍛造是利用沖擊力式壓力,使加熱的金屬坯料在上、下砧塊之間產(chǎn)生塑性變形,以獲得所需鍛件的加工方法。由于金屬坯料在砧塊平面之間能夠自由流動(dòng),故稱為自由鍛造。自由鍛造分手工自由鍛造和機(jī)器自由鍛造兩種。手工自由鍛造只能生產(chǎn)小型鍛件,效率低。
機(jī)器自由鍛造能生產(chǎn)各種大小的鍛件,效率較高,是目前工廠普遍采用的自由鍛造方法。自由鍛使用通用工具和設(shè)備,可鍛造各種質(zhì)量的鍛件,小到不足1kg,大到幾百噸。由于自由鍛是局部變形,變形抗力小,特別適用于生產(chǎn)大型鍛件。
但自由鍛鍛件尺寸精度低,形狀簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率低,故只適用于單件小批量生產(chǎn)。自由鍛造工序可分為基本工序、輔助工序及精整工序?;竟ば蚴鞘菇饘儆诋a(chǎn)生一定程度的塑性變形,以達(dá)到所需形狀和尺寸的工藝過程,如鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲和扭轉(zhuǎn)等。
輔助工序是在基本工序前進(jìn)行的預(yù)先變形工序,如壓鉗口、切肩等。精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序。