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锻造加工

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精密模锻的变形温度和精度介绍

  精密模锻的变形温度和精度是影响锻件质量的关键因素,以下从变形温度和精度两方面展开分析:

  一、变形温度

  精密模锻经常在高温和中温下进行,具体分为高温精密模锻和中温精密模锻:

  1.高温精密模锻:为防止加热时毛坯表面产生严重的氧化与脱碳,可以在少、无氧化敞焰加热炉或能有效控制气氛的加热炉中加热。为防止热锻件冷却过程中发生二次氧化,可在有保护的装置中进行冷却,也可把锻件有序地分放在有格子的砂箱中,当需要缓慢冷却时,将锻件放在热砂箱或石棉粉中冷却。

  2.中温精密模锻:降低加热温度,可以防止强烈的氧化与脱碳。只要材料具有足够的塑性和适当的变形抗力,也可以达到精密模锻的目的。中温精密模锻就是在未产生强烈氧化的温度范围内,加热并进行模锻的方法。例如,45钢在600~875℃范围内,既有较低的变形抗力,又无强烈氧化,可使锻件达到较高的尺寸精度和表面光洁程度。在温锻条件下,模具工作温度一般在400℃左右,高速钢比较适合用作温锻模具材料。

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上图均为东海锻造锻件

  此外,对于复杂形状锻件和难变形材料的精密成形问题,等温模锻技术是一种有效的解决方案。等温模锻是将模具和坯料都加热到坯料的最佳锻造温度,使坯料以较低应变速率进行变形,可以显著改善坯料的塑性和流动能力,降低变形抗力,非常适于航天、航空工业中的铝合金、镁合金和钛合金锻件的精密模锻。

  二、精度

  影响精密模锻件精度的因素主要有:毛坯体积偏差、模具和锻件的弹性变形、模具和毛坯(锻件)的温度波动、模具精度以及设备精度等。目前,精密模锻锻件的尺寸精度可达IT15~IT12,表面粗糙度Ra可达3.2~1.6μm。热锻件精度为IT8~IT7,表面粗糙度Ra为6.3~3.2μm;冷锻件的精度为IT6~IT5,表面粗糙度Ra为0.8~0.4μm。

  为提高精密模锻的精度,可以采取以下措施:

  1.精确计算原始坯料的尺寸:精确下料,并采用喷砂、酸洗等方法清除坯料表面的氧化皮。

  2.采用少、无氧化方式加热:以减少坯料表面的氧化和脱碳现象。

  3.采用高精度、高刚度的锻造设备:如摩擦压力机、曲柄压力机或高速模锻锤等。

  4.在锻模上、下模之间采用导向装置:以保证上、下模精确合模。

  5.优化模具设计:模膛的尺寸精度一般比锻件的约高2级,模膛重要部分的粗糙度Ra<1.6μm,一般部位Ra=3.2~1.6μm。同时,要求在模具上有导向装置和顶出装置,以便能保证合模准确和迅速地从模膛中顶出锻件,减小或完全取消模锻斜度。