锻造用原材料及下料方法.PPT

2. 剪切过程 是通过上下两刀片作用给坯料以一定压力F，在坯料内产生弯曲和拉伸变形，当应力超过材料的剪切强度时发生断裂。 剪切三阶段： 一、刀刃压进棒料，塑性变形区不大， 由于加工硬化的作用，刃口端处首先出现裂纹； 二、裂纹随刀刃的深入而继续扩展； 三、在刀刃的压力作用下，上下两裂纹间的金属被拉断，造成S形断面。 这种下料方法的缺点是： 1）坯料局部被压扁。 2）断面不平整。 3）剪断面常有毛刺和裂纹。 3. 剪切下料可分为两种： ①专用剪床下料，即在专用剪床上进行； ②其它设备上剪切下料，即在压力机、 液压机或锻锤上用剪切模具进行下料。 4. 质量问题： 坯料局部被压扁、端面不平整、剪断面常有毛刺和裂缝。 5. 剪床上的剪切装置 棒料2送进剪床后，用压板3固紧，下料长度L0由可调螺杆5定位，在上刀片4和下刀片1的作用下将毛坯6剪断。 6. 冷剪切和热剪切： 按剪切时坯料温度不同分为冷切和热切。 冷剪切的生产率高，但所需剪切力较大。钢中碳含量或合金含量较多时，强度高且塑性差，冷剪切时钢中产生很大的应力而在切口出现裂纹或崩碎，这时，应采用热剪切法下料。采用冷剪切或热剪切下料应根据坯料横断面尺寸大小和化学成分而定。 例：截面大或者直径大于120mm 的中碳钢，应进行预热剪切；高碳钢和合金钢应按化学成分和尺寸大小确定预热温度，在400~700℃范围内选定。 但剪切较软材料时预热温度不宜过高，利用蓝脆现象（钢材为250~350℃），可提高剪切质量，获得光滑的断面。 7. 剪切力按下式计算： F=KτA 式中 F—计算的剪切力； A—剪切断面积(mm2)； τ—材料剪切抗力(MPa)，剪切强度比同温度下的强度极限小一些， 一般为：τ剪=(0.7~0.8)σb。 K—考虑到刃口磨钝和间隙Δ变化的系数，一般为K=1.0~1.2。 Seite * Seite * Seite * Seite *  第二章 锻造用原材料及下料方法 一、分类 锻造用原材料的分类：钢锭和型材 C％低于0.25%——低碳钢 C％在0.25%～0.6%——中碳钢 C％大于0.6%——高碳钢 §2-1 锻造用原材料 铝合金型材 二、冶炼 1、冶炼的任务：化学成分，金属液体的纯净度，减少夹杂和气体的含量。 2、主要方法：碱性平炉、酸性平炉、碱性电炉、双联法、真空冶炼法、电渣重熔法等。 三、钢锭的内部结构 钢水经盛钢包注入铸模凝固形成钢锭。钢液在炼钢炉中冶炼完成后，必须铸成一定形状的锭或坯才能进行加工。 用铸模铸成钢锭的工艺过程简称为铸锭。 三、钢锭的内部结构 钢锭是由冒口、锭身和底部组成。钢锭表层为细小等轴结晶区，向里为柱状结晶区，枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。 由金属学所学内容知，钢锭的内部缺陷主要集中在冒口、底部和中心部分。其中冒口和底部作为废料应予切除。但冒口有补缩和容纳夹杂物、气体以纯净锭身的作用，因此应占钢锭的一定比例。冒口切除15％～20％。 四、大型钢锭的主要缺陷 钢锭的常见缺陷有：偏析、夹杂、气体、气泡、缩孔、疏松、裂纹和溅疤。 这些缺陷的形成与冶炼、浇注和结晶过程紧密相关，并且不可避免。 包括枝晶偏析（指钢锭在晶体范围内化学成分的不均匀性）和区域偏析（钢锭在宏观范围内的不均匀性） 造成力学性能不均匀和裂纹缺陷。枝晶偏析现象可以通过锻造、再结晶、高温扩散和锻后热处理得到消除。区域偏析只有通过反复镦—拔变形工艺才能使其化学成分趋于均匀化。 ⑴偏析 ⑵夹杂 分为: 内在夹杂指冶炼时产生的氧化物、硫化物、硅酸盐等非金属夹杂，外来夹杂是耐火材质、炉渣碎粒等。它破坏金属的连续性，夹杂处产生应力集中，引发显微裂纹，成为疲劳源，低熔点夹杂在晶界上分布易引起热脆现象。可见夹杂降低铸锭的锻造性能和锻后的力学性能。 内在夹杂 外来夹杂 ⑶气体 常见的残存气体是氧、氮、氢等。氢是钢中危害最大的气体。 对于白点敏感钢，当氢含量达到一定数值后，冷却时易产生白点缺陷。氢含量高还会引起氢脆现象，钢的塑性显著下降。 只要气泡不是敞开的或气泡内壁没有被氧化，通过锻造可以焊合，但皮下气泡常常容易引起裂纹。 ⑷缩孔和疏松 缩孔在冒口区，由于冷却时钢液补充不足而形成，含有大量杂质，必须将缩孔与冒口一起切除。 疏松集中在中心部位，降低组织的致密