1、l 3.1.1 金属的加热l 3.1.2 锻造温度范围l 3.1.3 加热设备l 3.1.4 锻后冷却l 小结l 作业3.1 金属的加热和锻造温度范围返回本章目录l 1.加热的目的和要求锻造生产中我们都有这样的疑问 :钢为什么加热烧红后才进行锻打呢 ?想想一一l 要求 :严格控制加热温度和加热速度。 加热温度过高会产生过热、过烧；高温下停留时间过长会产生氧化、脱碳；加热速度过快容易使坯料产生较大应力而出现裂纹等。因此，加热是锻造工艺中极为重要的环节，它直接影响锻件的质量。3.1.1 金属的加热l 目的 :为了提高坯料的塑性和降低其变形抗力，即提高其可锻性。 通常，随着温度的升高，金属材料的强度
2、降低而塑性提高。所以，加热后锻造，可以用较小的锻打力量使坯料产生较大的变形而不破裂。返回本节目录3.1.1 金属的加热l 2. 加热过程中产生的缺陷及防止方法 （ 1）过热和过烧一般把金属由于加热温度过高或高温下保持时间过长引起 晶粒粗大的现象称为过热 。过热的锻件晶粒粗大，其锻造性能和力学性能下降，锻造时容易产生裂纹，故应尽量避免。对于已产生 过热 但尚未锻造的坯料 可用冷却后重新加热的方法来挽救 。若锻后发现粗晶组织，可通过热处理 如正火 的方法细化晶粒。 坯料加热温度超过始锻温度过多，使 晶界处出现氧化和熔化的现象称为过烧 。 过烧 破坏了晶粒间的连接力，一经锻打即破碎而成为废品，是不可
3、挽救的缺陷 ，故加热时 不允许产生过烧 现象。返回本节目录（ 2）氧化和脱碳3.1.1 金属的加热坯料在加热时，金属表层的 Fe与炉气中的 O2、 CO2、 H2O、 SO2等氧化性气体进行化学反应， 生成 FeO、 Fe3O4和 Fe2O3等氧化皮而导致金属烧损的现象称为氧化 。氧化皮硬度较高，会加剧锻模的磨损，缩短其使用寿命，并降低模锻件精度和表面质量。 金属表层的碳与炉气中的 O2、 CO2、 H2O等进行化学反应，导致 表层含碳量降低的现象称为脱碳 。钢的表面脱碳过程也是氧化过程。脱碳可使工件表层变软，强度和耐磨性降低。由于锻件的加工余量一般大于脱碳层，因而危害性不大。 防止氧化和脱碳
4、的方法是 严格控制送风量 ， 快速加热 ， 或采用少、无氧化加热 等。 返回本节目录（ 3）裂纹3.1.1 金属的加热大型锻件的坯料在加热过程中，若装炉温度过高或加热速度过快，可能造成表面与中心、形状复杂锻件坯料各部分之间的 温度差 ，从而 使同一锻件上内外或各部分之间膨胀不一致而产生较大的应力 ， 当应力超过金属本身强度极限时将形成裂纹。低碳钢和中碳钢塑性好，一般不会形成裂纹；高碳钢及某些高合金钢由于导热性低、塑性差，较易形成裂纹。对于这类钢坯的加热，要严格遵守加热规范，一般坯料随炉缓慢升温，至 900 左右保温，内外温度一致后再加热到始锻温度。 返回本节目录3.1.2 锻造温度范围锻造温度
5、范围 是指锻件由 开始锻造的 最高 温度 到 终止锻造的 最低 温度之间的温度 范围。（ 1）始锻温度 金属加热后开始锻造的最高温度称为始锻温度。这一温度原则上要高，但不能过高，否则可能产生过热和过烧；始锻温度也不宜过低，因为温度过低使锻造温度范围缩小，锻造时间减少，增加锻造的困难。碳素钢的始锻温度一般低于其熔点温度 100 200。（ 2）终锻温度 金属停止锻造时的最低温度称为该材料的终锻温度。坯料在锻造过程中，随着热量的散失，温度不断下降，因而，塑性越来越差，变形抗力越来越大，温度下降到一定程度后，不仅难以继续变形，而且易于锻裂，必须及时停止锻造，重新加热。终锻温度过高，易形成粗大晶粒，降
6、低力学性能；终锻温度过低，锻压性能变差。碳素钢的终锻温度为 800 左右。返回本节目录3.1.2 锻造温度范围常用金属材料的锻造温度范围，见表 3-1。 材料种 类 始 锻 温度 终锻 温度低碳 钢 1200 1250 700 800中碳 钢 1150 1200 800 850合金 结 构 钢 1100 1180 800 850铝 合金 450 500 350 380铜 合金 800 900 650 700表 3-1 常见金属材料的锻造温度范围 （单位 : ）返回本节目录3.1.2 锻造温度范围锻 造 时 ，可用 仪 表 测 量 锻 件的温度，但 锻 工一般都用观 察火色的方法来大致判断， 见
7、 表 3-2。炽热颜 色 温 度 范 围 炽热颜色 温 度 范 围暗 红 色樱红 色桔 红 色橙 红 色650 750750 850800 900900 1050深黄色亮黄色亮白色1050 11501150 12501250 1300表 3-2 钢加热到各种颜色时的温度范围 （单位 : ）返回本节目录3.1.3 加热设备用来加热金属坯料的设备可根据热源的种类分为火焰炉和电炉两大类。前者用煤、重油或煤气作燃料燃烧时放出的热加热坯料，后者利用电能转变为热能加热金属。（ 1） 手锻炉 最简单的火焰炉是手锻炉，如图 3-2所示。手锻炉炉膛开着，热量损失大、氧化烧损严重、热效率低，炉温不易调节，且不稳定
8、，加热温度不均匀。其优点是结构简单、体积小、升温快，生火、停炉方便，常用于单件生产的小坯料或维修工作。（ 2） 反射炉 反射炉是以煤为原料的火焰加热炉，其结构如图 3-3所示。燃烧室中产生的火焰和炉气越过火墙进入炉膛加热坯料，其温度可达 1350 左右，废气经烟道排出。坯料从炉门装入或取出。使用反射炉，金属坯料不与固体燃料直接接触，加热均匀，且可以避免坯料受固体燃料的污染。同时炉膛封闭，热效率高。适合于中、小批量生产的锻造车间采用。返回本节目录3.1.3 加热设备图 3-2 手锻炉 图 3-3 反射炉1风管 2鼓风机 3风门 1燃烧室 2火墙 3炉膛 4坯料4灰筒 5炉膛 6烟罩 5孔 6烟室 7烟道 8炉门返回本节目录
