Термический режим ковки металла

Нагрев металла перед ковкой (штамповкой) – это  важный этап  технологического процесса изготовления деталей и поковок. Правильно выбранный термический режим ковки  существенно влияет на их качество, себестоимость и  производительность деформирующего оборудования.

На основе изучения процессов, происходящих в металле при изменении его температуры в сочетании с деформированием, устанавливается термический режим изготовления поковок. К основным элементам этого режима относятся конечная температура нагрева, время нагрева заготовок с учетом скорости и выдержки, температурный интервал ковки и штамповки, условия охлаждения поковок.

Влияние температуры на строение и свойства металла

В твердом состоянии металл имеет кристаллическое строение, характеризующееся определенной закономерностью расположения в пространственной решетке непрерывно колеблющихся атомов. При нагреве металла амплитуда колебаний атомов увеличивается, силы взаимного притяжения уменьшаются и в пределах определенных температур повышается пластичность, резко снижается сопротивление деформированию.

Нагревом стали достигается значительное снижение показателя сопротивления деформированию.

Конечная температура нагрева

Нагревом стали наряду со снижением сопротивления деформированию достигается повышение пластичности. Допустимая наивысшая (конечная) температура нагрева стали зависит от содержания в ней углерода, от её химического состава. Чем выше содержание углерода в стали, тем соответственно  температура плавления стали ниже. Обычно конечная допустимая температура нагрева стали для ковки (штамповки)  ниже температуры плавления не менее чем на 120-180 °С.

Превышение допустимой  температуры нагрева, а так же длительная выдержка при ней могут привести к пережогу стали. Структура такой   стали характеризуется сильно разросшимися зернами и  нарушением связи между ними  вследствие оплавления границ зерен. Не обладая пластичностью, такая сталь  при ковке (деформирование) разрушается. Пережженная сталь — неисправимый брак. Если сталь нагреть немного меньше температуры пережога, она также будет крупнозернистой, но связь между зернами не нарушится. Сталь с таким нагревом называется перегретой, она имеет пониженную пластичность и в процессе деформирования высока вероятность  образования трещин. Перегрев – это брак, который можно исправить отжигом. Величиной зерна обусловливается прочность стали – чем мельче зерно, тем выше прочность.

Время нагрева заготовок

К факторам, влияющим на продолжительность (время) нагрева заготовок, относятся их размеры, форма сечения, химический состав порядок укладки па поду печи и ее температура, конечная температура нагрева. На скорость нагрева оказывает влияние разница между температурами печи и заготовок в произвольный промежуток времени нагрева, называемая температурным напором. При прочих равных условиях скорость нагрева тем выше, чем больше температурный напор. В период загрузки холодных заготовок скорость нагрева в печах с постоянной температурой (неметодических) имеет наибольшее значение.

При установлении времени нагрева следует учитывать постепенность проникновения теплоты в глубинные слои металла, которые нагреваются позднее наружных. Вследствие этого наружные слои расширяются быстрее сердцевины, как бы стремясь оторваться от нее. Возникающие при этом напряжения опасны для целостности металла тем больше, чем крупнее сечение заготовок и меньше их теплопроводность.

Для обеспечения нормальной (без простоев при нагреве) работы деформирующего оборудования необходимо соблюдение условия пропорционального соотношения числа одновременно нагреваемых заготовок,  время нагрева заготовки, наибольшей производительности обслуживаемого деформирующего оборудования.

5 Февраль 2013 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.