鍛造(zào)加熱過程中(zhōng)氧化的產生、危害、減少和(hé)處理
鍛造(zào)材(cái)料在(zài)加熱過程中(zhōng),可能會產生的缺陷有氧化、脫碳、過熱(rè)、過燒、開裂等。其中(zhōng),氧化是很難避免(miǎn)的。
氧化皮,產生
燃(rán)燒過程中,氧化性氣體(如O2、CO2、H2O、SO2等)與鐵元素結合(hé),從內到外形成Fe2O3,Fe3O4,FeO等組(zǔ)成(chéng)的氧化層,即氧化皮。氧化皮的多少,取(qǔ)決於鋼種、爐型和加熱氣(qì)氛(fēn)等。
氧化皮,危害
▶ 材料的損耗和浪費;
▶ 影響(xiǎng)鍛件的表麵(miàn)質量;
▶ 加劇工(gōng)具/模具的磨損,降低工具/模(mó)具的(de)壽命(mìng);
▶ 腐(fǔ)蝕加熱(rè)爐爐底(dǐ),降低加熱爐壽命。
氧化皮,產生(shēng)原因
▶ 爐(lú)內氣體。火焰加熱爐中一般有三種類型的氣體,即氧化性氣體(如O2、CO2、H2O、SO2等)、還原性氣體(tǐ)(CO、H2等)和
中性氣體(N2)。當爐內氣體過多時,火焰燃燒充分,爐氣性質顯現為氧化性,容易形成較厚的氧化皮;當爐內供氣不足時,火焰燃燒不充分,爐氣性質顯現為還原性,形成的氧化皮很薄,但不容易去除(chú);
▶ 加熱溫度。鋼坯溫度越高,氧化越劇烈,氧(yǎng)化皮越厚。溫度低於600度時,氧化速(sù)度(dù)較(jiào)慢,溫(wēn)度大於(yú)900度後,開始劇烈氧化(huà);
▶ 加熱時(shí)間。鋼坯加熱時間越長,氧化越劇烈,氧化皮越厚;
▶ 材質。鋼料中,含碳量越高,形成的氧化皮越少,這是因為鋼氧化過程(chéng)中形成了還原性氣體CO,削弱了氧化性氣體(tǐ)的作用;鋼(gāng)中(zhōng)的合金元素(如Cr、Ni、Al、Mo等(děng))在加熱過程中,可以形成致密的氧化薄膜,阻止(zhǐ)氧化的進一步進行(háng),減少氧化。
氧化皮,防止和降低
▶ 原材料加熱前,確保其未脫碳氧(yǎng)化;
▶ 保證坯料質量前提下,盡量縮短加(jiā)熱時間,特(tè)別是高溫階段的加熱時間量;
▶ 保證完全燃燒的前提下,盡量減少爐內氣體或水分;
▶ 防止爐外空氣進入爐內。如爐子密封要嚴(yán),保證爐內相對不(bú)大的正壓力(lì)等;
▶ 坯料采用少裝、勤裝和適時出爐的方(fāng)式;
▶ 使用抗(kàng)氧化介質/塗層;
▶ 采用電加(jiā)熱、少氧化/無氧化加熱,尤其是精密模鍛、高合金和有色金屬的鍛造。
氧化(huà)皮,鍛前清除
▶ 冷水浸泡。毛坯出爐後可以先在冷水中浸2-3秒,使氧化皮遇冷收縮,破裂或變脆,脫落;
▶ 高壓(yā)水清(qīng)理。氧化皮遇冷(lěng)收縮,破裂或變脆,被高壓水衝走,適用(yòng)於截麵尺寸較(jiào)大(dà)(50~150mm)的熱毛坯;
▶ 用鋼絲刷、刮板、刮輪等工(gōng)具清除;
▶ 氧化皮去皮機(jī)/刮皮器;
▶ 在錘上或壓力機上進行模(mó)鍛時,可(kě)增加製坯工序,先將毛坯墩粗一次,用壓縮空(kōng)氣吹除毛坯的一部分氧化皮。