精密模鍛的變形溫度和精度
發(fā)布時(shí)間：
2024-01-11
要防止加熱時(shí)毛坯表面產(chǎn)生嚴重的氧化與脫碳，可以在少、無(wú)氧化敞焰加熱爐或其夠有效控制氣氛的加熱爐中加熱。要防止熱鍛件冷卻過(guò)程中發(fā)生二次氧化，可在有保護的裝置中進(jìn)行冷卻;也可以把鍛件有次序地分放在有格子的砂箱中，當需要緩慢冷卻時(shí)，司把鍛件放在熱砂箱或石棉粉中冷卻。
一、模鍛的變形溫度
加熱是模鍛工藝中的重要環(huán)節。模鍛經(jīng)常在高溫和中溫下進(jìn)行。
1.高溫模鍛
要防止加熱時(shí)毛坯表面產(chǎn)生嚴重的氧化與脫碳，可以在少、無(wú)氧化敞焰加熱爐或其夠有效控制氣氛的加熱爐中加熱。要防止熱鍛件冷卻過(guò)程中發(fā)生二次氧化，可在有保護的裝置中進(jìn)行冷卻;也可以把鍛件有次序地分放在有格子的砂箱中，當需要緩慢冷卻時(shí)，司把鍛件放在熱砂箱或石棉粉中冷卻。
2.中溫模鍛
降低加熱溫度，可以防止強烈的氧化與脫碳，只要具有足夠的塑性和適當的變形抗力，也可以達到模鍛的目的。中溫模鍛就是在未產(chǎn)生強烈氧化的溫度范圍內，加熱并進(jìn)行模鍛的方法。如圖8—4所示是45 8鋼的高溫強度限和高溫氧化性能曲線(xiàn)?？梢?jiàn)，強度限從500℃開(kāi)始急劇下降，到600度降為室溫時(shí)的一半。600度以上強度限較低，都可進(jìn)行模鍛成形。所以45 8鋼在600 875℃范圍內，既有較低的變形抗力，又無(wú)強烈氧化，可使鍛件達到較高的尺寸精度和表面光潔程度。在溫鍛條件下，模具工作溫度一般在400度左右，高速鋼比較適合用作溫鍛模具材料。
二、鍛件的精度
影響模鍛件精度的因素主要有：毛坯體積偏差、模具和鍛件的彈性變形、模具和毛坯(鍛件)的溫度波動(dòng)、模具精度以及設備精度等。
設計鍛件圖時(shí)，只需要保證主要部位的尺寸，不需要也不應該要求所有的尺寸都。這是因為毛坯的尺寸以及成形中的許多因素不可能準確地控制，而塑性變形是遵守體積不變條件的，利用某些部位的較寬松要求來(lái)調節這些誤差。
1.毛坯體積偏差
對于開(kāi)式模鍛，毛坯體積偏差一般不影響鍛件的尺寸偏差。但在閉式模鍛中，假設模膛的水平尺寸不變和不產(chǎn)生飛刺，則毛坯體積偏差將引起鍛件高度尺寸的變化。
毛坯體積產(chǎn)生偏差的原因：一是下料不準確;二是加熱時(shí)各毛坯燒損程度不一致。因此，要提高鍛件精度，就要提高下料精度和改善加熱情況。目前下料可使毛坯的重量偏差控制在1%以?xún)?一般下料方法為3%～5%以上)。其次，在鍛件圖和工藝設計時(shí)，應根據毛坯體積可能的變化范圍采取適當的措施。例如鍛件某一方向尺寸公差;或采用開(kāi)式模鍛使多余金屬流入飛邊槽;對某些帶孔的鍛件，可利用沖孔芯料來(lái)調節體積偏舞。
模膛的尺寸精度和使用過(guò)程中的磨損，對鍛件尺寸精度有直接影響。在模膛的不同部分金屬的流動(dòng)情況和所受到的壓力不同，磨損程度也不同。
在開(kāi)式模鍛中，模膛水平方向的磨損，會(huì )引起鍛件外徑尺寸和孔徑尺寸減小;模膛垂直方向的磨損，會(huì )引起鍛件高度尺寸。
在閉式模鍛中，模膛磨損的影響如圖8-5所示，將引起鍛件水平方向尺寸L(D)。若毛坯體積不變，并且假設不產(chǎn)生飛邊、充填良好，鍛件高度尺寸H將減小。在這種情況下，鍛件高度尺寸公差△H不能由模膛高度方向的磨損來(lái)決定。在模具設計時(shí)，模具水平方向尺寸應該按照鍛件相應尺寸設計，而模具高度方向尺寸應該按照鍛件相應尺寸值設計，這樣，當模具磨損達時(shí)，鍛件水平方向尺寸達到值，而高度方向尺寸達到。
3.模具和鍛件的彈性變形
模鍛時(shí)，模具和毛坯均會(huì )產(chǎn)生彈性變形。模膛受內壓力作用而尺寸;毛坯則產(chǎn)生壓縮彈性變形。外力去除后，兩者發(fā)生彈性恢復，使鍛件尺寸變化。彈性變形引起的尺寸變化，可根據兩者材料的彈性模量、應力數值和相應部分的尺寸來(lái)計算，但通常是通過(guò)工藝試驗確定的。
4.其他因素
毛坯的表面質(zhì)量(指氧化、脫碳和表面粗糙度等)是實(shí)現模鍛的前提。設備的精度和剛度對鍛件的精度有重要影響。模具的影響更直接，如模膛的設計精度和冷縮量是否適當、模具溫度及其波動(dòng)的預測、模具的剛度和導向精度等。有了高精度的模具，在一般設備上也可能成形出精度較高的鍛件。工藝操作是否符合規范，例如加熱溫度的偏差、潤滑情況影響到金屬充滿(mǎn)模膛的難易程度，從而引起鍛件尺寸的波動(dòng)。
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