金属的加热和锻件的冷却.ppt

机械制造工艺基础,第二章锻造和冲压,第二节金属的加热和锻件的冷却,1.掌握锻造的温度控制范围和加工设备。2.掌握锻件的冷却方法。,知识目标,技能目标,1.学会控制锻造时的温度控制。2.学会合理的方法冷却锻件。,一、锻造温度范围,除高塑性金属外，一般可锻金属材料须经过加热才能进行锻造。金属加热的目的是提高塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。（直接影响产品的质量）,1、始锻温度,（1）概念：指开始锻造的温度。一般来说应尽可能高一点，一方面使金属塑性提高，另一方面可延长锻造时间。,（2）问题：始锻温度过高或过低对锻造有什么影响？,过高：金属产生过热或过烧，塑性急剧降低，可锻性变差。过低：减少锻造时间。,（3）如何规定：通常将变形允许加热达到的最高温度定为始锻温度。,（4）一般金属材料：始锻温度比其熔点低100-200。,2、终锻温度,（1）概念：终止锻造的温度。一般来说，终锻温度尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。,（2）问题：终锻温度过高或过低对锻造有什么影响？,过高：锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。过低：塑性降低，变形抗力增大，可锻性变差，产生加工硬化，甚至发生开裂。,（3）如何规定：通常将变形允许加热达到的最低温度定为终锻温度。,3、加热炉,（1）分类：根据加热时采用的能源不同，可分为电加热炉和火焰加热炉两大类。,（2）电加热炉：采用电阻加热、接触加热、感应加热等方式，将电能转化为热能。升温快、生产效率高、易于实现自动化，但成本高。,（3）火焰加热炉：利用燃料燃烧产生大量热能的高温气体（火焰）加热。火焰加热炉燃料来源方便，炉子简单，费用低，能够加工不同尺寸、重量和形状的坯料。但存在劳动条件差，速度慢等缺点。,4、加热缺陷,（1）氧化和脱碳：,（2）过热和过烧：过热：坯料加热超过某一温度并在此温度保温时间太长，引起晶粒迅速长大。过烧：钢加热到接近熔化温度或在高温下长时间停留，不但晶粒粗大，晶间物质还发生氧化，或低熔点杂质熔化。,氧化：钢加热到高温时，坯料表层中的铁和炉气的氧化性气体发生化学反应，结果使坯料表层生成氧化皮。氧化影响表面质量，降低使用寿命。脱碳：钢加热到高温时，坯料表层中的碳和炉气的氧化性气体及某些还原性气体发生化学反应，结果使坯料表面含碳量减少。措施：快速加热，减少在高温下停留时间，严格控制送风量。,二、锻件的冷却方法,1、冷却规范：冷却过程中温度与时间的关系。需正确选择和严格遵守。,2、冷却不当：使应力增加和表面过硬，影响锻件的后续加工，严重的还会产生翘曲变形、裂纹，甚至造成锻件报废。,（1）空冷,概念：热态锻件在空气中冷却的方法。是冷却速度较快的一种冷却规范。适用：低碳钢、中碳钢和低合金结构钢的小型锻件。,（2）坑冷,概念：将锻件放在填充有石棉灰、砂子和炉灰等绝热材料的坑中冷却。适用：合金工具钢锻件。,（3）炉冷,概念：将热态锻件放在500-700摄氏度的炉中缓慢冷却的方法。适用：高合金钢锻件。,知识小结：一、锻造温度范围1.始锻温度2.终锻温度3.加热炉4.加热缺陷二、锻件的冷却方法1