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鋁合金鍛造鋁坯料的準備和加熱

時間:2021-01-18 點擊:1690次

 1.鋁合金鍛造坯料準備
 供鍛造用的鋁合金坯料有鑄錠、軋制毛坯和擠壓毛坯。鑄錠常用于制造自由鍛件和各向異性比較小的模鍛件。對于大型模鍛件的坯料,當擠壓棒材的尺寸不夠時,大多也采用經鍛造后的鑄錠作坯料。鍛造前,鑄錠表面要進行機械加工,使其表面粗糙度低于12. 5μm,并進行均勻化退火,以改善塑性。
 鋁合金的軋制毛坯,具有纖維狀的宏觀組織。常用軋制厚度小于l00mm的板坯和條坯制造壁板類鍛件和大批生產的小型薄鍛件。軋制毛坯較擠壓的和鍛制的毛坯具有較好的表面質量、較均勻的組織和力學性能,因此在用棒材作坯料制造大型重要鍛件和模鍛件時,首先選用軋制棒材,其次選用擠壓棒材,較后才選用鍛制棒材。選用軋制毛坯的問題是,厚度大的軋制板坯下料較困難,而且下料過程中金屬損耗大。
 鋁合金的擠壓毛坯,由于生產靈活性大,目前大多數鋁合金鍛件都是以擠壓毛坯作為鍛造用坯料,擠壓棒材尤其適于用作長軸類鍛件的坯料。但擠壓毛坯的各向異性大,而且表皮有粗晶環、成層、表皮氣泡等缺陷,因此模鍛前必須清除這些表皮缺陷。
 鋁合金坯料常用的下料方法是用鋸床、車床或銑床下料,較少用剪床下料,個別情況下采用坯料加熱后錘上剁切。
 2.鋁合金鍛造鍛前加熱
 由于鋁合金鍛造溫度范圍很窄,鋁合金毛坯的加熱應選用能夠保證達到要求的溫度范圍并易于自動控制的箱式電阻爐,爐內空氣要強制循環,并采用帶有隔熱屏的加熱元件。目前,國內鋁合金毛坯大多用鐵鉻鋁絲電阻爐加熱,爐子裝有精度在±10℃范圍內的自動控制儀表。為測量溫度,在加熱區距毛坯100 - 160mm處安裝熱電偶,基本符合要求。沒有電爐時,可以使用煤氣爐和油爐,但不允許火焰直接接觸坯料,以防過燒。燃料的硫含量要低,以免高溫下硫滲入晶界。
 裝爐前,毛坯要除去油垢及其他污物,爐內不得與鋼坯混裝,以免鋁屑和氧化鐵屑混在一起容易產生爆炸。裝爐時毛坯不得與加熱元件接觸,以免短路和碰壞加熱元件。爐內毛坯放置距爐門250 - 300mm,以保證加熱均勻。在毛坯和電阻絲之間加放鋼板,以預防毛坯在加熱過程中過燒。
鋁合金導熱性良好,任何厚度的毛坯均不需要預熱,可直接在高溫爐內加熱,要求毛坯加熱到鍛造溫度的上限。為了保證強化相的充分溶解,其加熱時間一般仍比鋼坯的加熱時間長,可按每1mm直徑(或厚度)約需1.5min計算。對于擠壓坯料或軋制坯料加熱到開鍛溫度后,是否需要保溫,以在鍛造和模鍛時不出現裂紋為準,而鑄錠則必須保溫。
表1.5.1列出常用變形鋁合金的鍛造溫度范圍。表中數據表明,鋁合金的鍛造溫度范圍比較窄,一般都在150℃范圍內,某些高強度鋁合金的鍛造溫度范圍甚至在100 ℃范圍內。錘上鍛造溫度一般比壓力機上鍛造溫度低20 - 30℃。為了減小鍛造溫度的變化,有必要對鋁合金鍛造用模具進行預熱。
 國外技術資料表明,對鋁合金的鍛造溫度采用更窄范圍。例如,美國較常用的15種鋁合金,其鍛造溫度范圍一般小于55℃,較大不超過90℃。和國內的鍛造溫度相比較,始鍛溫度被降低,終鍛溫度被提高。在較窄的溫度范圍內鍛造,無疑合金的塑性好,變形抗力較小,所獲得的再結晶組織均勻而且細小。


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