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        金屬精密加工工藝中的鍛造和軋制的區別

        軋制方式按軋件運動(dòng)分有:縱軋、橫軋、斜軋。

        縱軋過(guò)程就是金屬在兩個(gè)旋轉方向相反的軋輥之間通過(guò),并在其間產(chǎn)生塑性變形的過(guò)程。

        橫軋:軋件變形后運動(dòng)方向與軋輥軸線(xiàn)方向一致。

        斜軋:軋件作螺旋運動(dòng),軋件與軋輥軸線(xiàn)非特角。

         

        優(yōu)點(diǎn)

        可以破壞鋼錠的鑄造組織,細化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼組織密實(shí),力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現在沿軋制方向上,從而使鋼在一定程度上不再是各向同性;澆注時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。

        缺點(diǎn)

        1.經(jīng)過(guò)軋制之后,鋼內部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物,還有硅酸鹽)被壓成薄片,出現分層(夾層)現象。分層使鋼沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時(shí)出現層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應變時(shí)常達到屈服點(diǎn)應變的數倍,比荷載引起的應變大得多。

        2.不均勻冷卻造成的殘余應力。殘余應力是在沒(méi)有外力作用下內部自相平衡的應力,各種截面的熱軋型鋼都有這類(lèi)殘余應力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應力也越大。殘余應力雖然是自相平衡的,但對鋼構件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。

        3.熱軋的鋼產(chǎn)品,對于厚度和邊寬這方面不好控制。我們熟知熱脹冷縮,由于開(kāi)始的時(shí)候熱軋出來(lái)即使是長(cháng)度、厚度都達標,最后冷卻后還是會(huì )出現一定的負差,這種負差邊寬越寬,厚度越厚表現的越明顯。所以對于大號的鋼材,對于鋼材的邊寬、厚度、長(cháng)度,角度,以及邊線(xiàn)都沒(méi)法要求太精確。

        鍛造:是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過(guò)鍛造能消除金屬在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,優(yōu)化微觀(guān)組織結構,同時(shí)由于保存了完整的金屬流線(xiàn),鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。

        鍛造可分為自由鍛、模鍛、閉式模鍛

        1、自由鍛。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵(砧塊)間產(chǎn)生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。

        2、模鍛。模鍛又分為開(kāi)式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件,又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等。

        3、 閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒(méi)有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復雜鍛件的精加工。由于沒(méi)有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量,努力減少鍛模的磨損。

        特點(diǎn):

        鍛造與鑄件相比,金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結構和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結晶,使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я]^細、大小均勻的等軸再結晶組織,使鋼錠內原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合,其組織變得更加緊密,提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。

        鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外,鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續性,使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致,金屬流線(xiàn)完整,可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(cháng)的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產(chǎn)的鍛件,都是鑄件所無(wú)法比擬的。

        鍛件與軋件的比較:

        (1)鍛件的軸向和徑向力學(xué)性能差異較軋件差異小,也就是說(shuō),鍛件的各向同性要遠遠高于軋件的各向同性,所以說(shuō)鍛件的壽命要遠遠高于軋件。

        (2)從變成程度上說(shuō),鍛件的變形程度遠大于軋件的變形程度,也就是說(shuō)通過(guò)鍛造破碎共晶碳化物的效果要優(yōu)于軋制的破碎效果。

        (3)從加工成本上說(shuō),鍛造的成本要遠高于軋制的成本,對于一些關(guān)鍵件、承受較大載荷或沖擊的工件、形狀復雜或要求非常嚴格的工件,還是必須要采用鍛造的工藝進(jìn)行加工的。

        (4)鍛件具有完整的金屬流線(xiàn),通過(guò)軋制后再機械工破壞了金屬流線(xiàn)的完整性,極大程度上縮短了工件的壽命。下圖為鑄造、機械加工、鍛造工件的金屬流線(xiàn)。

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