锻造工艺过程及模具设计第3章锻造的加热.pptx

;第三章 锻造的加热规范;3.1 一般加热方法;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;●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。;●接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。;2）感应加热;3.2 少、无氧化火焰加热;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→2FeO Fe3C+O2→Fe+ CO2 Fe+ CO2→Fe+CO Fe3C+ CO2→Fe+2CO Fe+H2O→FeO+H2 Fe3C+ H2O→3Fe+CO+H2;1）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： ;3.3 钢加热时的缺陷及防止措施;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;3 增碳;3.3.2 过热和过烧;2 过烧;3.3.3 裂纹;3.4 锻造温度范围的确定;　　　确定锻造温度范围的方法： 　　以合金平衡相图为基础，参考塑性图、抗力图和再结晶图，由塑性、质量和变形抗力三个方面加以综合分析。 　　　碳钢锻造温度范围的确定参见下图：;图3.6 碳钢的锻造温度范围 ;3.5 钢的加热规范; 图3.7 锻造加热类型 ;2）制定加热规范的基本原则 　　优质、高效、低消耗。 3）制定加热规范的方法 　　加热规范的要素：温度、速度和时间。 　　加热三阶段：预热、加热和保温。;（1）装料炉温 　　　装料炉温决于温度应力，与钢的导温性和坯料的大小有关。 　　　导温性好，尺寸小的钢材，装炉温度不受限制。而导温性差，尺寸大的钢材，则应规定装炉温度，并在该温度下保温一定时间。 　　　钢锭加热的装炉温度及保温时间如下图所示：; 图3.8 钢锭加热的装炉温度及保温时间 1－Ⅰ组冷锭的装炉温度 2－Ⅱ组冷锭的装炉温