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大型筒类锻件多应用于压力容器,压力容器的发展趋势是大型化和整体化,设备的大型化使锻件尺寸越来越大,有些锻件尺寸已超过现有压机的锻造能力。
筒体锻件的主要制造过程包括炼钢→锻造→锻后热处理→性能热处理→性能检验。其中热加工工艺过程对产品质量均有影响,因此可通过控制热加工工艺过程来控制产品质量。
筒节锻件所用钢锭采用精选的原材料和铁合金,电炉冶炼加炉外精炼。钢水经合理控制化学成分、真空冶炼并真空浇注,保证得到高纯净度的钢。
由于筒体锻件尺寸超过现有水压机的尺寸,无法利用水压机直接锻造出成品。筒体锻件的锻造在 150MN水压机和筒体轧机上完成。先利用水压机锻造出半成品,然后在筒节轧机上轧制出成品。筒节的锻造过程为:镦粗、冲孔→芯棒、拔长→马杠扩孔→轧制出成品。
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锻件模具的涂镀层技术的种类很多,用于提高模具寿命的工艺方法主要有电化学沉积(电镀)工艺和热喷涂工艺。
电化学沉积(电镀)工艺
电化学沉积工艺是用电化学方法在金属或非金属工件表面沉积一层或多层金属镀层、合金 镀层或复合镀层的技术。通常,具有导电能力的工件(模具模膛)放置在电解质中,接阴极,在外 加电流作用下,溶液中的金属离子或Cr离子在工件(阴极)表面发生还原反应,使金属沉积在工 件(模具模膛)表面。这一过程又叫电沉积,俗称电镀。
电镀作为表面强化技术在模具上的应用 首推镀馅层,它具有耐磨、减磨、耐热、耐腐蚀和低摩擦系数等优点。镀硬馅层既可以作为模具的 耐磨层,又可以用于模具修复。由于电镀层与模具钢的线膨胀系数差异较大和与基体金属结合 力的限制,不能用于急冷、急热的热作模具,一般可用于受力较小的冷作模具。此外,电刷镀Co- N、C。- Mo镀层、化学镀Ni-P镀层、Ni-SiC、Ni-B弥散镀层,用于模具表面都有提高模具寿命的作用。
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锻造锻件时热传递的基础知识
辐射传热
由锻件表面直接向外界发射可见的和不可见的射线,在空间传递热能的现象称为辐射传热。辐射传热与传导传热、对流传热是有本质区别的,它在传递热能的过程中,不需要相互接触,也无需质点的移动,是一种非接触传递热能的方式,即使在真空中,辐射传热也照常能进行。太阳通过茫茫宇宙空间向地球传递热量,我们能感觉到烧红工件所发出的热量,都是辐射传热的典型实例。辐射传热的另一特点是在能量传递的过程中,伴随着能量形式的变化。
例如,太阳内部热核反应产生巨大的热能,部分热能转变成辐射能,以电磁波的形式向外发射,而地球吸收部分辐射能以后,又转化成热能。
任何物体都不断地向四周着辐射能,同时它们也吸收、反射别的物体投来的辐射能。两个物体之间的相互辐射,必然引起热量从温度较高的物体向温度较低的物体转移。辐射传热在中、高温热处理炉的热交换中起主要作用。
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锻件锻后冷却不当产生的缺陷通常有以下两种。
冷却裂纹:锻后冷却过程中,锻件内部会由于冷却速度过快而产生较大的热应力,也可能由于组织转变引起较大的组织应力。如果这些应力超过锻件的强度极限,则使锻件产生光滑细长的冷却裂纹。
网状碳化物:在锻造合碳量高的钢时,如果停锻温度高,冷却速度过慢,则会造成碳化物沿晶界呈网状析出。例如,轴承钢在870~770℃缓冷,则碳化物沿晶界析出。网状碳化物在热处理时易引起淬火裂纹。另外,它还使零件的使用性能变坏。
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