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)(sheng)產(chan)角度(du)(du)考(kao)慮,應(ying)該在滿足(zu)鍛(duan)(duan)(duan)件尺寸(cun)及(ji)(ji)性能(neng)要(yao)求的(de)(de)基礎上,盡量發揮生(sheng)(sheng)產(chan)設備的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)率和(he)降低燃料及(ji)(ji)設備的(de)(de)消耗。因此,選擇(ze)始鍛(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)和(he)終鍛(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)就成為一(yi)個(ge)綜合性的(de)(de)技術(shu)問題和(he)經濟問題。假如在較(jiao)寬的(de)(de)溫度(du)(du)范圍(wei)都(dou)能(neng)獲得合格(ge)的(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)件,應(ying)該從(cong)經濟角度(du)(du)來選擇(ze)合理的(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)造(zao)工藝規程。很(hen)明顯(xian),溫度(du)(du)愈(yu)(yu)高,鍛(duan)(duan)(duan)造(zao)就愈(yu)(yu)容易進行(xing),生(sheng)(sheng)產(chan)率也就會愈(yu)(yu)高;但是(shi)燃料的(de)(de)消耗及(ji)(ji)加熱爐的(de)(de)損耗也會愈(yu)(yu)大,因此應(ying)從(cong)這兩(liang)方面考(kao)慮,進行(xing)合理的(de)(de)選擇(ze)。
1. 下料
直徑(jing)(jing)大于40mm的(de)棒材多用圓盤(pan)直徑(jing)(jing)較大的(de)盤(pan)鋸切割(ge)(ge)(ge),較小直徑(jing)(jing)的(de)棒材可(ke)用砂輪切割(ge)(ge)(ge)機(ji)切割(ge)(ge)(ge)。
馬氏體不銹鋼對(dui)表(biao)面缺(que)(que)(que)陷(xian)十分敏感,原料(liao)表(biao)面若有劃痕等缺(que)(que)(que)陷(xian),都會在鍛造過(guo)程中擴展成裂縫(feng)。對(dui)于表(biao)面有缺(que)(que)(que)陷(xian)的棒材,必須經車削剝皮或用(yong)無芯(xin)磨床磨去一層,將(jiang)缺(que)(que)(que)陷(xian)清(qing)除(chu)干(gan)凈后,方可進入下(xia)道(dao)工序。
一般鍛(duan)件毛坯(pi)余(yu)量由(you)幾部分(fen)構成:①. 切削加工(gong);②. 脫模(mo)斜度;③. 厚度;④. 收(shou)縮量;⑤. 模(mo)具(ju)磨損(sun);⑥. 模(mo)具(ju)錯位(對中)情況。
按一般鍛(duan)件來說,其長度(du)和(he)寬度(du)的標準公(gong)差為:±0.076mm/mm。這(zhe)一數值適用于直徑。這(zhe)個(ge)公(gong)差包括收縮、刻(ke)模和(he)模具拋(pao)光的允許誤差。
模具(ju)磨(mo)損影響(xiang)鍛件總長度和(he)總寬度的公(gong)(gong)(gong)差(cha)。余量變化(hua)的大小(xiao)取決(jue)于鍛造材(cai)料和(he)鍛件形狀。因此(ci),對于各種鍛造材(cai)料,模具(ju)磨(mo)損公(gong)(gong)(gong)差(cha)除了用于長、寬公(gong)(gong)(gong)差(cha)外(wai),還被(bei)用于僅與鍛件表面有關的一(yi)些尺(chi)寸(cun),模具(ju)磨(mo)損公(gong)(gong)(gong)差(cha)不能用于中(zhong)心距尺(chi)寸(cun)。
對(dui)于(yu)所有外(wai)(wai)部(bu)尺寸,包括(kuo)長(chang)、寬和外(wai)(wai)徑,模具(ju)的磨損公差可以這(zhe)樣(yang)計算(suan):以外(wai)(wai)輪廓的最長(chang)尺寸和外(wai)(wai)徑(從平行于(yu)模具(ju)的主要分型面測得)乘(cheng)以表3-3中的近似系數,再加正的長(chang)、寬公差值(zhi)。對(dui)于(yu)外(wai)(wai)輪廓尺寸的模具(ju)磨損公差只能用正值(zhi)來(lai)表示。

對于(yu)所有內部(bu)尺(chi)寸,包括長、寬(kuan)和內徑,模具(ju)的(de)磨(mo)損公差可以由最(zui)大的(de)內部(bu)長度或內徑乘以上述(shu)系數(shu)求得,這個數(shu)值(zhi)只能用負(fu)值(zhi)來(lai)表(biao)示。無論(lun)是內部(bu)還(huan)是外部(bu)尺(chi)寸,每一表(biao)面的(de)模具(ju)磨(mo)損公差均(jun)為計算(suan)值(zhi)的(de)0.5。
一般鍛(duan)件(jian)的標準厚度(du)公差(cha)隨鍛(duan)件(jian)的質(zhi)量增加而增大。例如,一個(ge)6.8 kg的鍛(duan)件(jian),其厚度(du)公差(cha)為(wei)(外)+1.59mm,(內)-0.79mm;那么質(zhi)量為(wei)90.72kg的鍛(duan)件(jian),其厚度(du)公差(cha)則為(wei)(外)+3.97mm,(內)-2.38mm。
厚(hou)度公差與模具閉合公差是兩(liang)個相同的(de)(de)(de)用語,對于300系(xi)(xi)列和(he)400系(xi)(xi)列不(bu)銹鋼(gang),這種公差數值是不(bu)同的(de)(de)(de),如(ru)表(biao)3-4所示。從分型(xing)縱向延伸15.25cm以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)鍛件端部公差,包括了模具閉合公差以(yi)及±0.076mm/mm的(de)(de)(de)長度公差。這個公差要被加到表(biao)3-3所示的(de)(de)(de)數值上(shang)去,但僅(jin)僅(jin)適(shi)用于端部公差。

表3-5所列出的是不銹鋼鍛(duan)件公差與鍛(duan)件質量(liang)的配合關系。
一般(ban)鍛件毛坯加工余(yu)量所(suo)包含的內容,如圖3-5所(suo)示。

需要注意的是(shi),為了(le)清楚起(qi)見,圖(tu)3-5將公差和(he)余量放大來表示。
2. 毛(mao)坯加熱
不銹鋼鍛造前加(jia)熱(re)可用電(dian)爐(lu),也可用火焰爐(lu)。一般生產多用火焰爐(lu),爐(lu)內氣(qi)氛應保持中性或微氧化性。
不銹鋼的(de)熱(re)(re)導率隨(sui)著溫度(du)(du)的(de)增加(jia)而(er)增大。因此(ci),對于直徑大于100mm的(de)手(shou)壞,均應采(cai)用兩段(duan)加(jia)熱(re)(re)制度(du)(du):在預熱(re)(re)階(jie)段(duan),保持800~850℃的(de)爐溫以較慢(man)的(de)速度(du)(du)加(jia)熱(re)(re);在加(jia)熱(re)(re)和均熱(re)(re)階(jie)段(duan),保持較高爐溫(始鍛(duan)溫度(du)(du)上(shang)限),以便能迅速加(jia)熱(re)(re)到始鍛(duan)溫度(du)(du)。
對于(yu)表面(mian)質量要(yao)求較高(gao)的(de)精密鍛(duan)件,或(huo)余量要(yao)求較少的(de)重要(yao)鍛(duan)件,加熱(re)前往往在毛坯表面(mian)涂一層防護涂料(玻璃潤滑劑),然(ran)后在普(pu)通加熱(re)爐內加熱(re)。
不銹鋼的加熱時間可以按0.3~0.5min/mm計算。
3. 鍛造
以(yi)(yi)模鍛為例,做以(yi)(yi)下說明。
模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)之(zhi)前(qian)模(mo)(mo)(mo)具應預(yu)熱至150~200℃,有時可預(yu)熱到300℃。不(bu)銹鋼模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)可采用單型槽(cao)或(huo)多(duo)型槽(cao)模(mo)(mo)(mo)。截面形狀(zhuang)有劇烈變(bian)化或(huo)形狀(zhuang)復雜的鍛(duan)(duan)件,必須(xu)采用預(yu)制坯的工(gong)序。不(bu)銹鋼黏性大,易粘模(mo)(mo)(mo)。因(yin)此,模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)件的質量與模(mo)(mo)(mo)鍛(duan)(duan)過(guo)程(cheng)中的潤滑(hua)(hua)密切(qie)相關(guan)。每次錘擊之(zhi)前(qian),模(mo)(mo)(mo)具都必須(xu)潤滑(hua)(hua),并要把潤滑(hua)(hua)劑涂抹均(jun)勻,以(yi)免產生表面缺陷。
在每次錘擊之后,特別是打第(di)一錘之后,一定要(yao)注意將氧化皮(pi)吹刷干凈(jing),一火不(bu)能鍛造成時,在預鍛后仍需清除氧化皮(pi)。
4. 切邊
各類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)最好(hao)采用熱切邊。熱切邊通常應在(zai)(zai)不(bu)(bu)低于800℃溫度下進(jin)行(xing)。冷鍛(duan)件(jian)(jian)切邊時必須(xu)預熱到(dao)900~950℃進(jin)行(xing)。沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)必須(xu)切邊,以(yi)免形成(cheng)毛邊裂紋(wen)。對于很薄的(de)葉(xie)片(pian)鍛(duan)件(jian)(jian),特別是馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鍛(duan)件(jian)(jian),允許在(zai)(zai)退火后冷切邊。
5. 鍛后冷卻
馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼對(dui)冷(leng)卻速度(du)特別敏(min)感,為了防(fang)止產生裂紋,應采(cai)取緩(huan)冷(leng)措施。
一般是將鍛件(jian)在(zai)200℃左右的爐(lu)墻(qiang)中或(huo)石(shi)棉保(bao)溫箱中冷卻,或(huo)者是轉入600℃爐(lu)中保(bao)溫并隨爐(lu)冷卻。
奧氏(shi)體和鐵素體不銹鋼因無相(xiang)變發生,鍛后可(ke)常空冷。
6. 表面(mian)清理
不(bu)銹鋼在制坯(pi)和終鍛之(zhi)(zhi)間,在機(ji)械加工之(zhi)(zhi)前,均需將氧化皮清除干凈。酸洗(xi)和噴(pen)丸都是較(jiao)好的清除方(fang)法,以鍛件先噴(pen)丸再進行酸洗(xi)效果會更好。若用滾筒(tong)去除氧化皮,則酸洗(xi)宜放在滾筒(tong)清理(li)之(zhi)(zhi)后。

