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锻造锻件时的加热方法有哪几种?

发布时间:2021/01/26 点击数:181

       锻造锻件时的少氧化或无氧化加热是指加热时烧损率分别小于0.5%及0.1%的锻造加热。它不仅可以减少金属的氧化、脱碳,而且还可以提高锻件的尺寸精度和表面质量,减少模具的磨损,提高模具的使用寿命。目前,在精密成形工艺中,实现少无氧化加热的方法主要有:快速加热、介质保护加热、少无氧化火焰加热等。目前,坯料进行少氧化快速加热的最大直径:火焰快速加热为150~160mm,感应加热为30~50mm。


       快速加热,快速加热就是采用技术上可能的加热速度来加热金属通常包括:火焰炉中的辐射快速加热和对流快速加热,电加热法中的感应电加热和接触电加热等。


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       快速加热的理论依据:采用技术上可能的加热速度加热金属坯料时,坯料内部产生的温度应力、留存的残余应力和组织应力叠加的结果,不足以引起坯料产生裂纹。小规格的碳素钢钢锭和一般简单形状的模锻用毛坯,均可采用这种方法。由于上述方法加热速度很快,加热时间很短,坯料表面形成的氧化层很薄,因此可以实现少氧化的目的。


       锻造锻件感应加热时,钢材的烧损量为0.5%。为了达到无氧化加热的要求,可在感应加热炉内通入保护气体。保护气体有惰性气体,如氮、氩、氦等,还有还原性气体,如CO和氢气的混合气体,它们是用保护气体发生装置专门制备的。


       介质保护加热,介质保护加热是通过保护介质把金属坯料与氧化性炉气隔开而进行的加热。它可以避免金属坯料的氧化,从而达到少无氧化加热。


       常用的保护介质按其形态的不同可分为气体介质:如惰性气体、石油液化气以及利用燃料不完全燃烧所产生的保护气体等。液体介质:如熔融玻璃、熔融盐等。固态介质:如玻璃粉、珐琅粉,石墨粉以及金属镀膜等。


       少无氧化火焰加热,采用火焰加热,通过控制燃烧炉气的成分和性质,利用燃料不完全燃烧所产生的中性炉气或还原性炉气,来实现金属的少无氧化加热。


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       钢料在火焰炉内加热时,炉气主要成分是二氧化碳,氧气,水,一氧化碳,氢气和氮气,其中氧气,二氧化碳,水等属于氧化性气体,与钢料表面会发生氧化与脱碳反应,但反应是一个可逆过程,即一氧化碳,氢气等还原性气氛占优时,便发生还原反应。当空气充足,燃料完全燃烧时,炉气中不含一氧化碳和氢气,而含大量的二氧化碳,水及过剩的氧气,这时炉气属于氧化性气氛,使钢料产生氧化。


       当锻造锻件空气供给不足,燃料不完全燃烧时,炉气中除二氧化碳,水外,还含有还原性气体一氧化碳那和氢气。随着空气供给量的继续减少,炉气中一氧化碳,氢气含量增加、而二氧化碳,水相对减少;当四种气体相对含达到某一比值,氧化反应和还原反应达到平衡,这种炉气呈中性,钢料表面不氧化也不还原,若空气供应量进一步下降,一氧化碳,氢气将继续增多,结果炉气形成还原性气氛,金属坯料不氧化或氧化很少。



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