防止锻造加热缺陷产生的对策.doc

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1、防止锻造加热缺陷产生的对策来源：科技情报开发与经济发表时间：2009-05-17文献编号：1005—6033(2009)01—0213-02期刊（期次）：2009年第19卷第1期作者：蔺云峰(山两焦煤霍州煤电集团机电总厂，山西霍州，)编辑：：张红关键字：锻造；加热缺陷；加热方法概要：阐述了锻造中产生氧化缺陷、脱碳缺陷、过热缺陷、过烧缺陷、内部开裂缺陷的因素。指出正确合理的加热方法能避免加热缺陷，提高产品质量，降低物资消耗，最大限度地提高设备、人员的利用率。      锻造是我厂生产环节巾的重要性工种，每年锻造毛坯达400余t，由于加热不规范，造成

2、锻件缺陷较多，严重时可造成废品。经过在日常生产过程与其他技术人员的研究，总结了一些锻件缺陷形成的原因及防止方法。坯料在加热过程中可能产生的缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧、内部开裂等。正确的加热应尽量减少或防止这些缺陷的产生。1氧化缺陷  氧化是炉气中的氧化性气体(0：，CO：，H20，SO)与铁化合，形成氧化皮，最外层是Fe20，氧化皮的现象。形成氧化缺陷的因素有：(1)炉气成分。火焰加热炉的炉气通常是由以下3种气体成分组成，即氧化性气体(0，co，H：0，SO：)；还原性气体(CO，H)和中性气体(N：)。炉气的性质取决于燃烧时空气的消耗量。当供

3、给空气过多时，炉气性质为氧化性，促进氧化，形成较厚的氧化皮。相反，如供给空气不足时，炉气则呈还原性，氧化皮很薄但不易去除。(2)加热温度。随着钢的加热温度升高，由于氧化扩散速度加快，因此氧化过程就越剧烈，结果形成氧化皮也越厚。一般睛况，加热温度在低于570℃600℃时，氧化速度很慢；当温度超过900oC-950℃以后，氧化急剧增加，到1375oC时，氧化皮开始熔化。(3)加热时间。钢的加热时间越长，氧化扩大量便越大，形成氧化铁则越多。特别是加热到高温阶段，加热时间的影响就更大。(4)钢的化学成分。当钢质量分数大于0．3％时，随着钢含量的增加，形成

4、的氧化皮将减少，这是因为含碳量高时，由于钢表面的氧化过程中生成了CO，可削弱氧化性气体对钢表面的作用。如钢巾含有Cr，Ni，AI，Mo等合金元素，在表面形成致密的氧化薄膜。由于这层氧化薄膜透气性很小，能阻止氧化性气体向内扩散，又闪其膨胀系数和钢接近一致，在加热时又能牢固附在钢的表面，起到保护作川，从而减少氧化。当钢巾Nj，Cr质量分数大于13％一20％时，几乎就不产生氧化缺陷。 氧化缺陷的危害性很大：它直接造成了钢铁的损耗；降低锻件尤其是模锻件的表面质量；加剧工具、模具的磨损；使加热炉底腐蚀损坏，降低它的使刚寿命。钢料在炉内加热时．脱落的碱性氧化

5、皮与含酸性耐火材料的炉底发生化学反应，而使炉底软熔损失。 火焰炉加热时为了减少氧化皮的产生，可采用下列措施：在确保坏料加热质量的前提下，尽量采．}}=j快速加热，以缩短加热时间，特别是高温阶段的加热时间；在燃料完全燃烧的条件下，尽可能减少过剩气量，以免炉内剩余氧过多；注意减少燃气中的水分；炉膛应保持不大的正压力，防止炉外冷空气吸入炉内；应尽量采用少装、勤装及适时出炉的操作方法；在精密模锻与高合金、有色金属等关键件的锻造巾，可采【H少氧化、无氧化加热措施。2脱碳缺陷 脱碳是钢表面巾的碳在高温下与氧或氢发生化学反应、生成一氧化碳或甲烷等可燃气体被烧掉

6、而造成的。产生脱碳缺陷的凶素如下：(1)炉气成分。在炉气成分巾，脱碳能力最强的是H0(汽)，其次是CO：，较弱的是H。一般在中性介质或弱氧化性介质巾加热时，可以减少脱碳，另外在炉内空气过剩时，脱碳减弱钢材表面形成氧化皮较多阻碍碳的扩散。当炉内空气不足时脱碳层会加深。这是因为炉内空气不足时，燃烧产物巾会出现氢气，这种氢气在有水汽存在时是最强烈的脱碳气体。(2)加热温度的影响。钢在氧化性炉气中加热，既产生氧化，也引起脱碳。加热温度在700cc～1000oC时，由于表面氧化皮阻碍碳扩散，因此脱碳过程比氧化要慢。随着加热温度的升高，一方面氧化的速度迅速增

7、加，另一方面脱碳的速度也加快，但此时氧化皮丧失保护作用，在达到某一温度后，脱碳就比氧化更剧烈。如GCrI5钢在1100oC—l200℃温度时，产生强烈脱碳现象。(3)加热时间。钢的加热时间越长，脱碳层厚度则越厚。但两者不成正比关系，当厚度达到一定值后，脱碳速度将逐渐减慢。例如高速钢在l000℃的高温经O．5h，其脱碳层深度为O．4mm，保温4h为1mm，保温12h为1．2mm。(4)钢的化学成分。钢的化学成分对脱碳影响很大。钢中含碳量越高，脱碳倾向就越大。w，A1，si，co等元素使钢脱碳增加，而Cr，Mn等元素则能阻止钢的脱碳。脱碳缺陷的危害性

8、很大：由于钢表面层含碳量降低，将使制成的零件表面的强度和耐磨性降低；使零件疲劳强度降低，零件在长期交变应力的作用下会产生疲劳断裂。但如果