1、煙臺餅類鍛件利用Ca、稀土等微量元素對夾雜物的變質(zhì)作用,改變鋼中的夾雜物的結(jié)構(gòu)形貌和物性,使鋼中夾雜物球化、細化,從而提高鋼材的力學(xué)性能。2、煙臺餅類鍛件對鋼錠進行高溫擴散熱處理,可以改善鋼錠的成分不均勻性,從而提高鋼材的橫向性能。3、煙臺餅類鍛件在熱加工方面,對鋼錠進行反復(fù)的鐓拔和多向軋制,增大變形量,可降低鋼中的碳化物偏析的級別,也有利于改善鋼材的各向異性。4、煙臺餅類鍛件鋼的純凈度對 模具鋼材的等向性能有很大的影響,采用二次精煉技術(shù)(包括真空精煉、ESR和鋼包噴粉等),可以提高鋼材的純凈度,尤其降低鋼中的有害雜質(zhì)的含量,對提高性能十分有益。
⑴煙臺餅類鍛件適當(dāng)控制鍛件進爐前的溫度。當(dāng)零件溫度較高時需要對鍛件進行吹風(fēng)冷卻,使零件溫度降低到所需要的正火溫度,同時熱處理爐功率需要有一定的富余,開始生產(chǎn)前和少量鍛件溫度低時進行加熱。⑵煙臺餅類鍛件確定合理保溫時間。保溫時間過長會會導(dǎo)致晶粒粗大,保溫時間過短會導(dǎo)致組織轉(zhuǎn)變不充分??筛鶕?jù)鍛件材料、形狀和尺寸通過試驗確定。
煙臺餅類鍛件鋁合金:鍛造變形量很大時,優(yōu)先選用水壓機,否則可任選。鈹合金:優(yōu)先選用水壓機,因慢速下的可鍛性良好。煙臺餅類鍛件銅合金:優(yōu)先選用錘、螺旋壓力機或曲柄壓力機,但對變形速度敏感的青銅和高鋅黃銅,應(yīng)優(yōu)先選用水壓機。鈮合金:錘、螺旋壓力機和曲柄壓力機,當(dāng)合金要求高溫鍛造時,優(yōu)先選用水壓機。鎂合金:因其快速變形的可鍛性差,應(yīng)優(yōu)先選用水壓機。鉬合金:當(dāng)要求高溫鍛造時,優(yōu)先選用錘、螺旋壓力機或曲柄壓力機。鎳基合金:根據(jù)鍛件的截面厚度選擇;鍛造薄的截面(小于12. 7mm)鍛件時,優(yōu)先選用錘、螺旋壓力機、曲柄壓力機,否則可任選。
煙臺餅類鍛件根據(jù)鋼種和鋼的質(zhì)量要求,合金結(jié)構(gòu)鋼的冶煉,可采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐;或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可采用連鑄或模鑄。鋼錠應(yīng)緩慢冷卻或熱送鍛造、軋制。鋼錠加熱時,應(yīng)力求溫度均勻并有足夠的保溫時間,以改善偏析缺陷和避免鍛、軋時變形不均勻;鍛、軋后的鋼材,尺寸小的、特別是含碳0.2%左右的滲碳鋼,在600℃以上時應(yīng)快速冷卻,以免加重帶狀組織;截面較大的鍛件,應(yīng)采取措施消除內(nèi)應(yīng)力和白點。煙臺餅類鍛件調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)盡可能淬火成馬氏體組織,然后回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀碳化物;氮化鋼必需先經(jīng)熱處理得到所需的性能,再經(jīng)最后精加工才能進行氮化。
H13鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種,它的主要特性是:(1)煙臺餅類鍛件具有高的淬透性和高的韌性;(2)煙臺餅類鍛件優(yōu)良的抗熱裂能力,在工作場合可予以水冷;(3)具有中等耐磨損能力,還可以采用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度,但要略為降低抗熱裂能力;(4)因其含碳量較低,回火中二次硬化能力較差;(5)在較高溫度下具有抗軟化能力,但使用溫度高于540℃(1000℉)硬度出現(xiàn)迅速下降(即能耐的工作溫度為540℃);(6)熱處理的變形??;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脫碳能力。更為令人注意的是,它還可用于制作航空工業(yè)上的重要構(gòu)件。
煙臺餅類鍛件是能源消耗大戶,而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶,約占整個鍛件生產(chǎn)總能耗的30%~35%。我國每噸模鍛件的能耗約為1.0t標(biāo)煤,與國外工業(yè)發(fā)達國家相比,存在很大差距,例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標(biāo)煤。煙臺餅類鍛件的鍛件能耗約占鍛件成本的8%~10%,降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,而且能源問題又是關(guān)系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題,甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進行熱處理,在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢,既節(jié)約能源、縮短工藝流程,又保護環(huán)境。