不銹鋼鍛造要比碳鋼或低合金鋼困難得多,這是因為不銹鋼在高溫狀態下或在鍛造時,其顯微組織在較高極限溫度仍有較高的強度。不同類型和不同成分的不銹鋼,具有不同的可鍛性和不同的鍛造負荷。
從(cong)生(sheng)產角(jiao)度(du)(du)考(kao)慮,應該在(zai)滿足鍛件尺寸及(ji)(ji)性能(neng)要(yao)求(qiu)的(de)基礎(chu)上,盡量發揮生(sheng)產設備(bei)的(de)生(sheng)產率(lv)和(he)降低燃料(liao)及(ji)(ji)設備(bei)的(de)消(xiao)耗(hao)。因此(ci),選(xuan)擇(ze)始(shi)鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)和(he)終(zhong)鍛溫(wen)(wen)度(du)(du)就成為一個綜合性的(de)技術問題(ti)和(he)經(jing)濟問題(ti)。假如在(zai)較寬的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍都能(neng)獲得合格的(de)鍛件,應該從(cong)經(jing)濟角(jiao)度(du)(du)來選(xuan)擇(ze)合理的(de)鍛造(zao)工藝規程。很明顯,溫(wen)(wen)度(du)(du)愈高,鍛造(zao)就愈容(rong)易(yi)進(jin)行(xing),生(sheng)產率(lv)也(ye)就會愈高;但(dan)是燃料(liao)的(de)消(xiao)耗(hao)及(ji)(ji)加熱爐的(de)損耗(hao)也(ye)會愈大(da),因此(ci)應從(cong)這兩方面(mian)考(kao)慮,進(jin)行(xing)合理的(de)選(xuan)擇(ze)。
1. 下料
直徑大于(yu)40mm的棒(bang)材(cai)多用圓盤直徑較大的盤鋸切(qie)割,較小直徑的棒(bang)材(cai)可用砂(sha)輪切(qie)割機切(qie)割。
馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼對表面缺(que)(que)(que)陷十分敏(min)感(gan),原料(liao)表面若(ruo)有(you)劃痕等缺(que)(que)(que)陷,都會在(zai)鍛造過程中擴展成裂縫。對于表面有(you)缺(que)(que)(que)陷的棒材,必須經車削剝皮或(huo)用(yong)無芯磨床磨去一層,將缺(que)(que)(que)陷清除干凈(jing)后,方可進入下(xia)道工序。
一般鍛件毛坯(pi)余量(liang)由幾部分(fen)構(gou)成(cheng):①. 切(qie)削加工;②. 脫(tuo)模(mo)斜度;③. 厚度;④. 收縮(suo)量(liang);⑤. 模(mo)具磨損(sun);⑥. 模(mo)具錯位(對中(zhong))情況。
按(an)一般鍛件來說(shuo),其長度和寬(kuan)度的標準公(gong)差為:±0.076mm/mm。這一數值適用于直徑。這個公(gong)差包括收縮、刻模和模具拋光(guang)的允(yun)許誤差。
模(mo)具(ju)磨(mo)損(sun)影響(xiang)鍛(duan)(duan)件(jian)總(zong)長度和(he)總(zong)寬度的公(gong)(gong)差(cha)(cha)。余量變化(hua)的大小取決(jue)于(yu)(yu)鍛(duan)(duan)造(zao)材料(liao)和(he)鍛(duan)(duan)件(jian)形狀。因此(ci),對于(yu)(yu)各種鍛(duan)(duan)造(zao)材料(liao),模(mo)具(ju)磨(mo)損(sun)公(gong)(gong)差(cha)(cha)除了用(yong)于(yu)(yu)長、寬公(gong)(gong)差(cha)(cha)外,還被用(yong)于(yu)(yu)僅與鍛(duan)(duan)件(jian)表(biao)面有關(guan)的一些尺寸,模(mo)具(ju)磨(mo)損(sun)公(gong)(gong)差(cha)(cha)不能(neng)用(yong)于(yu)(yu)中心距尺寸。
對于所(suo)有外部尺寸(cun),包(bao)括長(chang)、寬(kuan)和外徑(jing),模(mo)(mo)具(ju)的磨(mo)損公(gong)(gong)差可以(yi)這樣計算(suan):以(yi)外輪廓(kuo)的最長(chang)尺寸(cun)和外徑(jing)(從平(ping)行于模(mo)(mo)具(ju)的主要分型(xing)面測得)乘以(yi)表(biao)3-3中的近(jin)似系數,再加(jia)正的長(chang)、寬(kuan)公(gong)(gong)差值。對于外輪廓(kuo)尺寸(cun)的模(mo)(mo)具(ju)磨(mo)損公(gong)(gong)差只能用(yong)正值來(lai)表(biao)示。

對于(yu)所有內(nei)(nei)部(bu)尺(chi)寸,包(bao)括長(chang)、寬和內(nei)(nei)徑,模具的(de)磨損(sun)公(gong)差可(ke)以由最大(da)的(de)內(nei)(nei)部(bu)長(chang)度或內(nei)(nei)徑乘以上述系數(shu)求得,這個數(shu)值(zhi)只能用負值(zhi)來表(biao)示。無論(lun)是(shi)內(nei)(nei)部(bu)還是(shi)外部(bu)尺(chi)寸,每一表(biao)面的(de)模具磨損(sun)公(gong)差均為(wei)計算值(zhi)的(de)0.5。
一般鍛件的(de)標準厚度公差隨鍛件的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)增加(jia)而(er)增大。例如,一個6.8 kg的(de)鍛件,其厚度公差為(外(wai))+1.59mm,(內)-0.79mm;那(nei)么質(zhi)(zhi)量(liang)為90.72kg的(de)鍛件,其厚度公差則(ze)為(外(wai))+3.97mm,(內)-2.38mm。
厚(hou)度(du)公(gong)差(cha)(cha)與模具閉合(he)公(gong)差(cha)(cha)是兩個相同(tong)的用語,對(dui)于300系(xi)列和400系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang),這(zhe)種公(gong)差(cha)(cha)數(shu)(shu)值是不(bu)同(tong)的,如表(biao)3-4所示。從分型縱向延伸15.25cm以上的鍛件端(duan)部(bu)公(gong)差(cha)(cha),包(bao)括了模具閉合(he)公(gong)差(cha)(cha)以及±0.076mm/mm的長度(du)公(gong)差(cha)(cha)。這(zhe)個公(gong)差(cha)(cha)要(yao)被加到表(biao)3-3所示的數(shu)(shu)值上去,但僅僅適用于端(duan)部(bu)公(gong)差(cha)(cha)。

表3-5所列出(chu)的(de)是不銹鋼鍛(duan)件公(gong)差與鍛(duan)件質量的(de)配合關系。
一般鍛件(jian)毛(mao)坯加工余量所包含的內容,如圖3-5所示(shi)。

需要(yao)注意的是,為了(le)清(qing)楚起(qi)見,圖3-5將公差和余量放大來表示。
2. 毛坯加熱
不(bu)銹鋼鍛造(zao)前(qian)加熱可用電爐,也(ye)可用火(huo)(huo)焰(yan)爐。一般(ban)生產多用火(huo)(huo)焰(yan)爐,爐內氣(qi)氛應保持中(zhong)性(xing)或微氧化性(xing)。
不銹鋼的(de)(de)熱導率(lv)隨著溫度的(de)(de)增加而增大。因此,對于(yu)直(zhi)徑大于(yu)100mm的(de)(de)手(shou)壞,均應采用(yong)兩段加熱制度:在(zai)預熱階段,保(bao)持800~850℃的(de)(de)爐溫以較慢的(de)(de)速(su)度加熱;在(zai)加熱和均熱階段,保(bao)持較高爐溫(始鍛溫度上(shang)限),以便能迅速(su)加熱到始鍛溫度。
對于表(biao)面(mian)(mian)質(zhi)量(liang)要(yao)求較高的精(jing)密鍛件,或余量(liang)要(yao)求較少的重要(yao)鍛件,加(jia)熱前往往在(zai)毛坯表(biao)面(mian)(mian)涂(tu)一層防護(hu)涂(tu)料(玻璃潤滑(hua)劑),然后在(zai)普通加(jia)熱爐(lu)內加(jia)熱。
不銹鋼的(de)加熱時(shi)間可以(yi)按0.3~0.5min/mm計算(suan)。
3. 鍛造
以模(mo)鍛為例,做以下說明。
模(mo)鍛(duan)(duan)之(zhi)前模(mo)具應預(yu)(yu)熱至150~200℃,有時可預(yu)(yu)熱到300℃。不銹(xiu)鋼模(mo)鍛(duan)(duan)可采(cai)用單型槽或多型槽模(mo)。截面形(xing)狀(zhuang)有劇烈(lie)變化或形(xing)狀(zhuang)復雜的鍛(duan)(duan)件,必(bi)(bi)須(xu)采(cai)用預(yu)(yu)制(zhi)坯的工序。不銹(xiu)鋼黏性大,易粘模(mo)。因此,模(mo)鍛(duan)(duan)件的質(zhi)量(liang)與模(mo)鍛(duan)(duan)過程(cheng)中的潤滑密切相關。每(mei)次錘擊之(zhi)前,模(mo)具都必(bi)(bi)須(xu)潤滑,并要把潤滑劑涂(tu)抹(mo)均勻,以免產生表面缺陷。
在每次錘擊(ji)之(zhi)后(hou),特別(bie)是打第一錘之(zhi)后(hou),一定要注(zhu)意將(jiang)氧化(hua)皮(pi)吹(chui)刷(shua)干凈,一火不能鍛造成時,在預鍛后(hou)仍需清除氧化(hua)皮(pi)。
4. 切邊
各(ge)類不(bu)銹(xiu)鋼最好采用(yong)熱(re)(re)(re)切邊(bian)。熱(re)(re)(re)切邊(bian)通常應在不(bu)低于(yu)800℃溫(wen)度(du)下進(jin)行。冷鍛(duan)件(jian)切邊(bian)時必(bi)須預熱(re)(re)(re)到900~950℃進(jin)行。沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼必(bi)須切邊(bian),以免(mian)形成毛邊(bian)裂紋。對于(yu)很薄的葉(xie)片鍛(duan)件(jian),特(te)別是馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼鍛(duan)件(jian),允許在退(tui)火(huo)后冷切邊(bian)。
5. 鍛后冷卻
馬氏體(ti)不銹鋼(gang)對冷卻速度特別敏(min)感,為了防止產生裂紋,應采取緩冷措施(shi)。
一般是(shi)將(jiang)鍛件在200℃左右(you)的爐墻(qiang)中或石棉保(bao)溫(wen)箱中冷(leng)卻(que)(que),或者是(shi)轉(zhuan)入600℃爐中保(bao)溫(wen)并隨爐冷(leng)卻(que)(que)。
奧氏體和鐵素體不銹鋼因(yin)無相變發生,鍛后可(ke)常空(kong)冷。
6. 表面清理
不銹鋼在制坯和終鍛之(zhi)間,在機械加工之(zhi)前,均(jun)需將氧(yang)化皮清(qing)除干凈。酸洗(xi)和噴丸都是較好的清(qing)除方法,以(yi)鍛件(jian)先噴丸再進行酸洗(xi)效(xiao)果(guo)會更好。若用滾筒去除氧(yang)化皮,則(ze)酸洗(xi)宜(yi)放在滾筒清(qing)理(li)之(zhi)后。

