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山西永鑫生:鍛造鍛件時(shí)金屬的鍛前加熱

發(fā)布時(shí)間:2019-10-05 點(diǎn)擊數(shù):3243

       鍛前加熱的目的


       在鍛造、軋制等熱成形過程中,需要將變形金屬加熱到一定的溫度進(jìn)行成形,獲得所需要的形狀和尺寸。鍛前加熱的主要目的是:提高金屬的塑性,以利于鍛件成形和獲得良好的組織和性能;降低變形抗力,以便減少加工設(shè)備的能耗及提高鍛模的使用壽命。鍛造前加熱是整個(gè)鍛造過程中的重要壞節(jié)之一。對提高鍛件生產(chǎn)率、保證鍛件質(zhì)量及節(jié)約能源消耗等都有直接影響。


       鍛前加熱的方法


       鍛造前金屬的加熱方法,按采用的熱源不同,分為火焰加熱和電加熱兩大類。


       1.火焰加熱


       火焰加熱是利用燃料,如煤、焦炭、敢油、煤氣、天然氣等,在加熱爐內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱量,使坯料加熱到所要求的溫度。


       火焰加熱時(shí),加熱溫度低于700℃時(shí),加熱主要通過高溫氣體的對流傳熱,使毛坯加熱。溫度高于700℃以后,毛坯加熱通過輻射傳熱為主。

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       火焰加熱的優(yōu)點(diǎn):燃料來源方便,爐子維修及其加熱費(fèi)用低,加熱適應(yīng)性強(qiáng)。加熱坯料的尺寸范圍較大等。燃料加熱方法已廣泛應(yīng)用于各種坯料的加熱。


       火焰加熱的缺點(diǎn):勞動(dòng)條件差,加熱速度慢,熱效率低,溫度與加熱質(zhì)量較難控制等。


       2.電加熱


       電加熱是利用電能轉(zhuǎn)換為熱能來加熱坯料,按其傳熱方式分為電阻加熱和感應(yīng)加熱。電加熱的優(yōu)點(diǎn):升溫快:爐溫容易控制,氧化、脫碳和污染較少,勞動(dòng)條件好,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化。不足之處是設(shè)備投資較大、爐子結(jié)構(gòu)復(fù)雜。


       (1)電阻加熱。電阻加熱根據(jù)電阻發(fā)熱元件不同分為電阻爐加熱、接觸電加熱、鹽浴爐加熱等。


       鍛造鍛件時(shí)的電阻爐加熱是利用電流通過爐內(nèi)的電熱體產(chǎn)生的熱量,加熱爐內(nèi)金屬坯料,其原理圖如圖3-1所示。這種加熱方法的加熱溫度受電熱體的使用溫度的限制,常用的電熱體有金屬電熱體(鎳鉻絲、鐵鉻鋁絲等)和非金屬電熱體(碳化硅棒、二硅化鉑棒等),和其他電加熱法相比,電阻爐的熱效率和加熱速度較低,但對坯料加熱的適應(yīng)性較廣,有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化加熱??蓪?shí)現(xiàn)保護(hù)氣體進(jìn)行少無氧化加熱。


       接觸電加熱的原理如閣3-2所示。將被加熱的坯料直接接入電路,當(dāng)電流通過坯料時(shí),因坯料自身的電阻產(chǎn)生電阻熱使坯料得到加熱。坯料電阻值很小,要產(chǎn)生大量的電阻熱,必須通入很大的電流。因此在接觸電加熱中采用低電壓大電流,變壓器的副端空載電壓一般為2~15V。

       接觸電加熱除了具有電加熱的共同優(yōu)點(diǎn)外,由于它是直接在被加熱的坯料上將電能轉(zhuǎn)化為熱能,具有設(shè)備構(gòu)造簡單、熱效率高、操作簡單、耗電少、成本低等優(yōu)點(diǎn),特別適于細(xì)長棒料和棒料局部加熱,加熱細(xì)長棒料的效果比感應(yīng)加熱要好。但是它要求被加熱的坯料表面光潔、下料規(guī)則、端面平整,但加熱溫度的測量和控制比較困難。


       鹽浴爐加熱是電流通過爐內(nèi)電極產(chǎn)生的熱量把導(dǎo)電介質(zhì)熔融,通過高溫介質(zhì)的對流與傳導(dǎo)將埋入鹽介質(zhì)中的金屬坯料加熱,內(nèi)熱式電極鹽浴爐原理如圖3-3所示。這種方法加熱速度快,加熱溫度均勻,吋以實(shí)現(xiàn)金屬坯料的整體或局部的無氧化加熱,減少和防止氧化和脫碳現(xiàn)象。鹽浴表面熱輻射損失大,輔助材料消耗大,勞動(dòng)條件差。


       (2)感應(yīng)電加熱。感應(yīng)電加熱近年來應(yīng)用越來越廣泛,特別是大量用于精密成形的加熱。這是因?yàn)楦袘?yīng)電加熱具有加熱速度快、加熱質(zhì)量好、溫度易于控制、金屬燒損少、操作簡單、工作穩(wěn)定、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。感應(yīng)電加熱勞動(dòng)條件好,對環(huán)境沒有污染。其缺點(diǎn)是:設(shè)備投資費(fèi)用高、毎種規(guī)格感應(yīng)器加熱的坯料尺寸范圍窄,耗能大于接觸電阻加熱,小于電阻爐加熱。感應(yīng)加熱的原理如閣3-4所示,在感應(yīng)器通入交變電流產(chǎn)生的交變磁場作用下,置于交變磁場中的金屬坯料內(nèi)部便產(chǎn)生交變電勢并形成交變渦流。由于金屬毛坯電阻引起的渦流發(fā)熱和磁滯損失發(fā)熱,使坯料得到加熱。由于感應(yīng)加熱時(shí)的趨膚效應(yīng),金屬坯料表層的電流密度大,中心電流密度小。



       趨膚效應(yīng)使感應(yīng)加熱時(shí)熱量主要產(chǎn)生于坯料表層,并向坯料心部熱傳導(dǎo)。對于大直徑坯料,為了提高加熱速度.應(yīng)選用較低電流頻率,以增大電流透入深度。而對于小直徑坯料,由于截面尺寸較小,可采用較高電流頻率,這樣能夠提高加熱效率。


       感應(yīng)加熱按所用電流頻率不同,分為工頻加熱(f/=50Hz),中頻加熱(f/=500~10000Hz)和高頻加熱。鍛造加熱多采用中頻加熱。


       感應(yīng)加熱優(yōu)點(diǎn):加熱速度快,加熱質(zhì)量好,不用保護(hù)氣氛也可實(shí)現(xiàn)少氧化加熱(燒損率一般<0.5%),感應(yīng)加熱規(guī)范穩(wěn)定,勞動(dòng)條件好,對環(huán)境無污染,便于機(jī)械化、自動(dòng)化操作,宜裝在生產(chǎn)線上,實(shí)現(xiàn)在線加熱。其缺點(diǎn)是:設(shè)備投資大,耗電量大,一種規(guī)格感應(yīng)器所能加熱的坯料尺寸范圍窄。上述各種電加熱方法的應(yīng)用范圍見表3-1。



       加熱方法的選擇要根據(jù)具體的鍛造要求及投資效益、能源情況、環(huán)境保護(hù)等多種因素來確定。燃料加熱目前應(yīng)用比較廣泛,大型鍛件往往以燃料加熱為主,對于中小型鍛件可以選擇燃料加熱,電加熱主要用于加熱質(zhì)量要求高的鋁、鎂、鈦、銅和一些高溫合金的鍛造加熱。


       山西永鑫生鍛造有限公司,位于山西省忻州市定襄縣師家灣工業(yè)區(qū),是一家以生產(chǎn)車輪鍛件、環(huán)形鍛件、軸類鍛件、筒體鍛件、齒輪鍛件、不銹鋼鍛件、大型法蘭等各類金屬制品,是一家專業(yè)鍛造加工生產(chǎn)鍛件的企業(yè)。產(chǎn)品均可按照圖紙、化學(xué)成分生產(chǎn),自由鍛、模鍛、粗加工、熱處理、精加工一體化完成。長期與起重機(jī)、石油、化工、礦山、冶金、液壓、焦化、火車、工程機(jī)械等企業(yè)合作。配套生產(chǎn)車輪、滑輪、鏈輪、齒輪、齒圈、環(huán)件、筒類、軸類、缸體、方塊、模塊、支撐座、法蘭等鍛件產(chǎn)品。

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