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1.鋁合金鍛造坯料準(zhǔn)備
供鍛造用的鋁合金坯料有鑄錠、軋制毛坯和擠壓毛坯。鑄錠常用于制造自由鍛件和各向異性比較小的模鍛件。對(duì)于大型模鍛件的坯料,當(dāng)擠壓棒材的尺寸不夠時(shí),大多也采用經(jīng)鍛造后的鑄錠作坯料。鍛造前,鑄錠表面要進(jìn)行機(jī)械加工,使其表面粗糙度低于12. 5μm,并進(jìn)行均勻化退火,以改善塑性。
鋁合金的軋制毛坯,具有纖維狀的宏觀組織。常用軋制厚度小于l00mm的板坯和條坯制造壁板類鍛件和大批生產(chǎn)的小型薄鍛件。軋制毛坯較擠壓的和鍛制的毛坯具有較好的表面質(zhì)量、較均勻的組織和力學(xué)性能,因此在用棒材作坯料制造大型重要鍛件和模鍛件時(shí),首先選用軋制棒材,其次選用擠壓棒材,較后才選用鍛制棒材。選用軋制毛坯的問題是,厚度大的軋制板坯下料較困難,而且下料過程中金屬損耗大。
鋁合金的擠壓毛坯,由于生產(chǎn)靈活性大,目前大多數(shù)鋁合金鍛件都是以擠壓毛坯作為鍛造用坯料,擠壓棒材尤其適于用作長軸類鍛件的坯料。但擠壓毛坯的各向異性大,而且表皮有粗晶環(huán)、成層、表皮氣泡等缺陷,因此模鍛前必須清除這些表皮缺陷。
鋁合金坯料常用的下料方法是用鋸床、車床或銑床下料,較少用剪床下料,個(gè)別情況下采用坯料加熱后錘上剁切。
2.鋁合金鍛造鍛前加熱
由于鋁合金鍛造溫度范圍很窄,鋁合金毛坯的加熱應(yīng)選用能夠保證達(dá)到要求的溫度范圍并易于自動(dòng)控制的箱式電阻爐,爐內(nèi)空氣要強(qiáng)制循環(huán),并采用帶有隔熱屏的加熱元件。目前,國內(nèi)鋁合金毛坯大多用鐵鉻鋁絲電阻爐加熱,爐子裝有精度在±10℃范圍內(nèi)的自動(dòng)控制儀表。為測量溫度,在加熱區(qū)距毛坯100 - 160mm處安裝熱電偶,基本符合要求。沒有電爐時(shí),可以使用煤氣爐和油爐,但不允許火焰直接接觸坯料,以防過燒。燃料的硫含量要低,以免高溫下硫滲入晶界。
裝爐前,毛坯要除去油垢及其他污物,爐內(nèi)不得與鋼坯混裝,以免鋁屑和氧化鐵屑混在一起容易產(chǎn)生爆炸。裝爐時(shí)毛坯不得與加熱元件接觸,以免短路和碰壞加熱元件。爐內(nèi)毛坯放置距爐門250 - 300mm,以保證加熱均勻。在毛坯和電阻絲之間加放鋼板,以預(yù)防毛坯在加熱過程中過燒。
鋁合金導(dǎo)熱性良好,任何厚度的毛坯均不需要預(yù)熱,可直接在高溫爐內(nèi)加熱,要求毛坯加熱到鍛造溫度的上限。為了保證強(qiáng)化相的充分溶解,其加熱時(shí)間一般仍比鋼坯的加熱時(shí)間長,可按每1mm直徑(或厚度)約需1.5min計(jì)算。對(duì)于擠壓坯料或軋制坯料加熱到開鍛溫度后,是否需要保溫,以在鍛造和模鍛時(shí)不出現(xiàn)裂紋為準(zhǔn),而鑄錠則必須保溫。
表1.5.1列出常用變形鋁合金的鍛造溫度范圍。表中數(shù)據(jù)表明,鋁合金的鍛造溫度范圍比較窄,一般都在150℃范圍內(nèi),某些高強(qiáng)度鋁合金的鍛造溫度范圍甚至在100 ℃范圍內(nèi)。錘上鍛造溫度一般比壓力機(jī)上鍛造溫度低20 - 30℃。為了減小鍛造溫度的變化,有必要對(duì)鋁合金鍛造用模具進(jìn)行預(yù)熱。
國外技術(shù)資料表明,對(duì)鋁合金的鍛造溫度采用更窄范圍。例如,美國較常用的15種鋁合金,其鍛造溫度范圍一般小于55℃,較大不超過90℃。和國內(nèi)的鍛造溫度相比較,始鍛溫度被降低,終鍛溫度被提高。在較窄的溫度范圍內(nèi)鍛造,無疑合金的塑性好,變形抗力較小,所獲得的再結(jié)晶組織均勻而且細(xì)小。
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