正確認(rèn)識(shí)影響模鍛質(zhì)量的主要因素,對(duì)模鍛產(chǎn)品的采購和使用具有重要意義。
1,原材料缺陷
如果鋼錠或鋼有殘留的收縮孔、氣泡、松散、混合物等,可能會(huì)導(dǎo)致鍛件開裂。冶金造成的鍛造裂紋,其高倍檢測特性,往往伴有大量的氧化物、硫化物、硅酸鹽等混合物。高碳、高合金鋼的原材料,容易出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物等第二相偏析,如果鍛造不破碎,分布均勻,會(huì)降低鍛件的機(jī)械性能,熱處理可能導(dǎo)致鍛件開裂或畸變。如果原材料表面有劃痕、疤痕、折疊、裂紋,則會(huì)給鍛件帶來缺陷。因此,原材料必須在模鍛生產(chǎn)中進(jìn)行檢查。
2,加熱規(guī)范
鍛造大型模鍛件、合金鋼模鍛件時(shí),若加熱速度過快,內(nèi)外層溫差較大,由于溫度應(yīng)力和組織應(yīng)力,中心部分會(huì)出現(xiàn)裂紋。
當(dāng)加熱溫度過高,保溫時(shí)間過長,導(dǎo)致輕微過熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生光澤、結(jié)晶狀、沿晶體斷裂的粗晶體斷裂。輕微過熱的粗晶??赏ㄟ^退火或正火處理,并通過重晶體進(jìn)行糾正。當(dāng)嚴(yán)重過熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生萘斷裂或石斷裂。萘斷裂的特點(diǎn)是魚鱗的亮點(diǎn)和晶體斷裂;萘斷裂的原因是厚奧氏體晶粒形成晶體內(nèi)織構(gòu),穩(wěn)定性極高。當(dāng)冷卻過程中轉(zhuǎn)化為鐵素體時(shí),織構(gòu)的特性仍然會(huì)保留。石斷裂晶體明顯,表面無金屬光澤,顏色灰暗,沿晶體斷裂;石斷裂的原因是非金屬混合溶解度在過熱溫度下增加,冷卻過程中,非金屬混合物從過飽和的粗奧氏體中沉淀出來,包圍奧氏體晶粒形成脆性晶體殼。嚴(yán)重過熱的鍛坯的力學(xué)性能很差。萘斷裂可以通過高溫正火來消除,模鍛件很難糾正。
當(dāng)鍛造加熱溫度低且未加熱時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)穿晶膨脹的裂紋,尾端尖銳,無后續(xù)加熱工藝,裂紋表面無氧化脫碳。
對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼,如果最終鍛造溫度過高,奧氏體在最終鍛造后將繼續(xù)生長,甚至超過原來的晶粒度。粗晶體斷口可在斷口檢查中看到,魏組織出現(xiàn)在高倍觀察中。如果最終鍛造溫度過低,鋼在雙相區(qū)域,沿空白主變形方向分布,從奧氏體中沉淀的鐵素體優(yōu)先附著在混合表面,形成帶狀組織。魏組織和帶狀組織降低了鍛件的機(jī)械性能,特別是沖擊韌性。為了細(xì)化晶粒,改善組織,提高機(jī)械性能,必須完全退火才能產(chǎn)生重結(jié)晶。
3,模鍛工藝
采用不同的模鍛變形方法,如開模鍛、閉模鍛、擠壓、頂頂、高速模鍛、輥軋等,其實(shí)質(zhì)是通過相應(yīng)的模鍛設(shè)備和模具,對(duì)空白施加不同形式的熱學(xué)、機(jī)械條件,使其產(chǎn)生不同的物理場和組織性能演變過程。同一鍛件,無論變形方法的選擇是合理的還是最好的,模鍛件的質(zhì)量都有很大的不同。錯(cuò)誤的選擇可能無法實(shí)現(xiàn)成形過程,不合理的選擇會(huì)使成形困難,容易出現(xiàn)許多質(zhì)量缺陷。
這些模鍛工藝參數(shù),如變形溫度、變形速度和變形程度,顯然與模鍛件的質(zhì)量直接相關(guān)。例如,對(duì)于鑄錠或某些材料,需要通過變形壓實(shí)組織和細(xì)化顆粒。如果模鍛變形小,則無法達(dá)到預(yù)期效果;一些有色金屬,特別是高強(qiáng)度鋁合金、鎂合金等,需要小的變形速度和適當(dāng)?shù)淖冃纬潭?,適合在壓力機(jī)上形成,有助于避免裂紋。
鍛件的質(zhì)量也與鍛件設(shè)計(jì)和鍛件設(shè)計(jì)有關(guān)。加工余量和鍛造公差的選擇應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā),規(guī)定時(shí)間過小。由于表面缺陷和尺寸誤差,機(jī)械加工后容易造成廢品;鍛件的分模面、模鍛條腹、圓角半徑、皮革尺寸和飛邊結(jié)構(gòu)是否合適,會(huì)影響金屬的流動(dòng)填充質(zhì)量;當(dāng)忽略鎖的設(shè)置時(shí),鍛件的尺寸會(huì)因上下模錯(cuò)而超差。此外,鍛模的安裝、緊固、預(yù)熱、冷卻和潤滑應(yīng)遵守規(guī)范,并隨時(shí)檢查,及時(shí)糾正違規(guī)行為。
模鍛生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)鍛件的質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。