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精密模鍛的變形溫度和精度
發(fā)布時間：
2022-10-11
要防止加熱時毛坯表面產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化與脫碳，可以在少、無氧化敞焰加熱爐或其夠有效控制氣氛的加熱爐中加熱。要防止熱鍛件冷卻過程中發(fā)生二次氧化，可在有保護(hù)的裝置中進(jìn)行冷卻;也可以把鍛件有次序地分放在有格子的砂箱中，當(dāng)需要緩慢冷卻時，司把鍛件放在熱砂箱或石棉粉中冷卻。
一、模鍛的變形溫度
加熱是模鍛工藝中的重要環(huán)節(jié)。模鍛經(jīng)常在高溫和中溫下進(jìn)行。
1.高溫模鍛
要防止加熱時毛坯表面產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化與脫碳，可以在少、無氧化敞焰加熱爐或其夠有效控制氣氛的加熱爐中加熱。要防止熱鍛件冷卻過程中發(fā)生二次氧化，可在有保護(hù)的裝置中進(jìn)行冷卻;也可以把鍛件有次序地分放在有格子的砂箱中，當(dāng)需要緩慢冷卻時，司把鍛件放在熱砂箱或石棉粉中冷卻。
2.中溫模鍛
降低加熱溫度，可以防止強(qiáng)烈的氧化與脫碳，只要具有足夠的塑性和適當(dāng)?shù)淖冃慰沽Γ部梢赃_(dá)到模鍛的目的。中溫模鍛就是在未產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化的溫度范圍內(nèi)，加熱并進(jìn)行模鍛的方法。如圖8—4所示是45 8鋼的高溫強(qiáng)度限和高溫氧化性能曲線。可見，強(qiáng)度限從500℃開始急劇下降，到600度降為室溫時的一半。600度以上強(qiáng)度限較低，都可進(jìn)行模鍛成形。所以45 8鋼在600 875℃范圍內(nèi)，既有較低的變形抗力，又無強(qiáng)烈氧化，可使鍛件達(dá)到較高的尺寸精度和表面光潔程度。在溫鍛條件下，模具工作溫度一般在400度左右，高速鋼比較適合用作溫鍛模具材料。
二、鍛件的精度
影響模鍛件精度的因素主要有：毛坯體積偏差、模具和鍛件的彈性變形、模具和毛坯(鍛件)的溫度波動、模具精度以及設(shè)備精度等。
設(shè)計(jì)鍛件圖時，只需要保證主要部位的尺寸，不需要也不應(yīng)該要求所有的尺寸都。這是因?yàn)槊鞯某叽缫约俺尚沃械脑S多因素不可能準(zhǔn)確地控制，而塑性變形是遵守體積不變條件的，利用某些部位的較寬松要求來調(diào)節(jié)這些誤差。
1.毛坯體積偏差
對于開式模鍛，毛坯體積偏差一般不影響鍛件的尺寸偏差。但在閉式模鍛中，假設(shè)模膛的水平尺寸不變和不產(chǎn)生飛刺，則毛坯體積偏差將引起鍛件高度尺寸的變化。
毛坯體積產(chǎn)生偏差的原因：一是下料不準(zhǔn)確;二是加熱時各毛坯燒損程度不一致。因此，要提高鍛件精度，就要提高下料精度和改善加熱情況。目前下料可使毛坯的重量偏差控制在1%以內(nèi)(一般下料方法為3%～5%以上)。其次，在鍛件圖和工藝設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)毛坯體積可能的變化范圍采取適當(dāng)?shù)拇胧＠珏懠骋环较虺叽绻?或采用開式模鍛使多余金屬流入飛邊槽;對某些帶孔的鍛件，可利用沖孔芯料來調(diào)節(jié)體積偏舞。
模膛的尺寸精度和使用過程中的磨損，對鍛件尺寸精度有直接影響。在模膛的不同部分金屬的流動情況和所受到的壓力不同，磨損程度也不同。
在開式模鍛中，模膛水平方向的磨損，會引起鍛件外徑尺寸和孔徑尺寸減小;模膛垂直方向的磨損，會引起鍛件高度尺寸。
在閉式模鍛中，模膛磨損的影響如圖8-5所示，將引起鍛件水平方向尺寸L(D)。若毛坯體積不變，并且假設(shè)不產(chǎn)生飛邊、充填良好，鍛件高度尺寸H將減小。在這種情況下，鍛件高度尺寸公差△H不能由模膛高度方向的磨損來決定。在模具設(shè)計(jì)時，模具水平方向尺寸應(yīng)該按照鍛件相應(yīng)尺寸設(shè)計(jì)，而模具高度方向尺寸應(yīng)該按照鍛件相應(yīng)尺寸值設(shè)計(jì)，這樣，當(dāng)模具磨損達(dá)時，鍛件水平方向尺寸達(dá)到值，而高度方向尺寸達(dá)到。
3.模具和鍛件的彈性變形
模鍛時，模具和毛坯均會產(chǎn)生彈性變形。模膛受內(nèi)壓力作用而尺寸;毛坯則產(chǎn)生壓縮彈性變形。外力去除后，兩者發(fā)生彈性恢復(fù)，使鍛件尺寸變化。彈性變形引起的尺寸變化，可根據(jù)兩者材料的彈性模量、應(yīng)力數(shù)值和相應(yīng)部分的尺寸來計(jì)算，但通常是通過工藝試驗(yàn)確定的。
4.其他因素
毛坯的表面質(zhì)量(指氧化、脫碳和表面粗糙度等)是實(shí)現(xiàn)模鍛的前提。設(shè)備的精度和剛度對鍛件的精度有重要影響。模具的影響更直接，如模膛的設(shè)計(jì)精度和冷縮量是否適當(dāng)、模具溫度及其波動的預(yù)測、模具的剛度和導(dǎo)向精度等。有了高精度的模具，在一般設(shè)備上也可能成形出精度較高的鍛件。工藝操作是否符合規(guī)范，例如加熱溫度的偏差、潤滑情況影響到金屬充滿模膛的難易程度，從而引起鍛件尺寸的波動。
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