大型锻件的锻造工艺及热处理工艺

一、大型锻件的基本任务

  大型锻件通常采用自由锻来制造。自由锻是指采用通用工具或者直接在锻造设备(液压机)的上、下砧间锻造。金属只有部分表面受到工具限制，其余则为自由表面，原材料为钢锭。

  自由锻的基本任务是经济地获得所需锻件的形状、尺寸和内部质量。大型锻件(尤其是重要锻件)和特殊钢的锻造则以改善内部质量为主。钢锭经过锻造，粗大的铸造组织被打碎，非金属夹杂物及异相质点被分散；内部缺陷锻合，致密性可以提高，金属的纤维流向在锻件截面上正确分布，因而大大提高了金属力学性能，尤其是塑性指标和冲击韧度。

  制定工艺包括：绘制锻件图，确定坯料重量和尺寸，确定锻造工具，选择锻造主、辅设备，确定加热、冷却和热处理规范，确定工时定额，填写工艺卡片等。

二、大型锻件的基本工艺

  (1)镦粗。减小坯料高度增大横截面的工艺称为锻粗。

  (2)拔长。减小坯料截面增加长度的工序称为拔长。

  (3)冲孔。在坯料中冲出通孔或不通孔的工艺称为冲孔。

  (4)扩孔。减小空心坯料壁厚，增大内、外径的工艺称为扩孔。

  (5)芯轴拔长。减小空心坏料壁厚增加长度的工艺称为芯轴拔长。在上、下V形砧中进行，用于锻造长筒形锻件。

  (6)错移。将坏料一部分轴线对另一部分轴线平行移动的工艺称为错移，主要用于曲轴锻件锻造。

  (7)扭转。将坯料的一部分相对于另一部分绕公共轴线旋转一定角度的工艺称为扭转。用夹叉扭转可得到曲柄位于不同平面内的曲轴锻件，这时整个坯料首先在一个平面内锻造成形，然后扭转。

  (8)切割。将坏料分离(剁料)或部分分离(劈料)的工艺称为切割，用于下料和切除料头等。切割长轴类锻件时要考虑冷缩现象。

  (9)弯曲。改变坯料轴线形状的工艺称为弯曲。用于锻造单钩、吊钩等锻件。

三、大型锻件锻后冷却及热处理

   大型锻件的锻后热处理，也称毛坯热处理或第一热处理，通常和锻后冷却结合在一起，统称锻后热处理。

1、大型锻件锻后热处理的目的

  由于大型锻件断面尺寸大，生产过程复杂，大型锻件热处理应考虑以下特点：锻件的组织与性能很不均匀；锻件晶粒度粗大不均；锻件内部存在着较大残余应力；一些锻件易产生白点缺陷。因此，大型锻件热处理(含锻后冷却)的目的是：

  1)改善锻件内部组织，提高其化学成分均匀性，细化晶粒。为超声波探伤和最终热处理创造内部的组织条件。

  2)减少应力，降低硬度，以免在机械加工时变形，有利于切削加工。

  3)预防锻件出现白点。

   4)对于不再进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求。

2、大型锻件热处理工艺

  大型锻件热处理工艺的基本原理：

  1)采用一次或两次高温正火和两次或三次较低温度的过冷，在过冷温度下保持足够的时间，使心部组织得到充分的转变，达到细化晶粒的目的，并使氢由里向外扩散。

  2)在620～650℃作长期保温，扩散氢，降低组织应力。如钢内氢的质量分数低，应取消去氢时间，缩短保温时间。