《锻造的加热》PPT课件

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1、第三章锻造的加热规范锻前加热提高金属塑性，降低变形抗力，使坯料易于变形并获得良好的锻件。锻后冷却和热处理获得良好的锻后组织，便于机械加工。3.1一般加热方法加热方法：火焰加热和电加热1、火焰加热利用燃料燃烧时所产生的热量，通过对流、辐射加热坯料。燃料来源方便、加热炉修造容易、加热费低、适应性强。缺点：：劳动条件差，加热速度慢，质量低、热效率低。应用范围：大、中、小型坯料。2电加热利用电能转换热能来加热坯料。1）电阻加热电阻加热与火焰加热原理相同，根据发热元件的不同分为：电阻炉加热、盐浴炉加热、接触电加热电阻炉加热原理：利用电流通

2、过炉内的电热体产生的能量，加热炉内的金属坯料。原理如图3.1。电热体材料：铁铬铝合金镍铬合金碳化硅元件二硅化钼图3.1电阻炉原理图1－电热体2－坯料3－变压器●盐浴炉加热原理：电流通过炉内电极产生的热量把导电介质——盐熔融，通过高温介质的对流与传导将埋入介质中的金属加热。●盐浴炉的分类：按照热源的位置分外热式和内热式。●盐浴炉加热的优点：升温快、加热均匀，可以实现金属坯料整体或局部的无氧化加热。●盐浴炉加热的缺点：热效率低、辅助材料消耗大、劳动条件差。图3.2电极盐浴炉原理图1－电热体2－高温计3电极4－熔盐5－坯料6－变压器●接

3、触电加热的加热原理：以低电压（一般为2～15V）大电流直接通过金属坯料，由坯料自身电阻在通过电流时产生的热量加热金属坯料。原理如图3.3。●接触电加热的优点:速度快、烧损少、加热范围不受限制、热效率高、耗电少、成本低、设备简单、操作方便、使用于长坯料的整体或局部加热的优点。●接触电加热的缺点：对坯料的表面粗糙度和形状尺寸要求严格。加热温度的测量和控制也比较困难。图3.3接触电加热原理图1－变压器2－坯料3－触头2）感应加热坯料放入通过交变电流的螺旋线圈内，利用电磁感应发热直接加热。速度快、质量好、温度易控制、烧损少、易实现机械化。

4、适于精密成形的加热。缺点：投资费用高，加热的坯料尺寸范围窄、电能消耗大。图3.4感应电加热原理图1－感应器2－坯料3－电源3.2少、无氧化火焰加热3.2.1少、无氧化加热减少金属的氧化烧损（使烧损量小于5％）和脱碳，限制氧化皮厚度在0.05～0.06mm以下。提高加热质量，提高锻件的尺寸精度和表面质量、提高模具寿命。快速加热、少无氧化火焰加热和介质保护加热。3.2.2少、无氧化火焰加热采用火焰加热的方法，通过控制燃烧炉气的性质，使钢料加热且少无氧化。这就称为少无氧化火焰加热。火焰加热时，主要化学反应为：Fe+O2→2FeOFe3C

5、+O2→Fe+CO2Fe+CO2→Fe+COFe3C+CO2→Fe+2COFe+H2O→FeO+H2Fe3C+H2O→3Fe+CO+H21）反应是可逆反应，向右：氧化反应，向左：还原反应。2）加热时，与空气消耗系数有关。空气消耗系数：又称空气过剩系数，是燃料燃烧实际供给的空气量与理论计算空气量之比。3）空气充足时，炉气呈氧化性，空气不足时，炉气呈还原性。4）控制反应前后的生成物与反应物的浓度比。炉气和被加热钢材的平衡图如下：AB线：炉气为氧化性和还原性的分界线。锻造加热炉（炉温1000～1300℃），α降到0.5或更低时，才会形成

6、加热炉正常工作条件的无氧化气体，这时的炉气成分应保持为：图3.5炉气和被加热钢材的平衡图3.3钢加热时的缺陷及防止措施氧化、脱碳；过热、过烧；裂纹、开裂。3.3.1氧化、脱碳、增碳1、氧化1）金属在高温加热时，表层中的离子和炉内的氧化性气体发生化学反应，使表面生成氧化物，这种现象叫氧化，也叫烧损。2）氧化的实质是一种扩散过程。3）影响氧化的因素金属化学成分炉气成分加热温度加热时间4）减少或消除加热时金属氧化的措施：快速加热控制加热炉气的性质炉内应保持不大的正压力介质保护加热2脱碳1）坯料在加热时，其表层的碳和炉气中的氧化性气体以及

7、某些还原性气体发生化学反应，造成坯料表层的含碳量减少，这一表层常称脱碳层，这种缺陷既为脱碳。2）影响脱碳的因素炉气成分坯料的化学成分加热温度加热时间3）防止措施与防氧化的措施相同。3增碳由于油和空气混合得不太好，燃烧不完全，在坯料表面形成还原性的渗碳气氛，因而产生增碳现象。不良影响：锻件力学性能变坏，在机械加工时易打刀。3.3.2过热和过烧1、过热当钢加热超过某一温度时，或在高温下停留时间过长，会引起奥氏体晶粒迅速长大，这种现象称为过热。a)锻造变形大时，晶粒粗大组织一般可以消除。b)锻造变形小时，终锻温度高，锻后冷却时出现非正常

8、组织。使强度和冲击韧性降低。c)增加生产周期和费用。防止措施：遵守加热规范，控制加热温度和加热时间。避免截面尺寸相差大的坯料同炉加热。控制炉气的氧化性气体。2过烧当坯料加热超过过热温度，并且在此温度下停留时间过长，不但引起奥氏体晶粒迅速长大，而且还