鍛造加熱過程中氧化的產生、危害、減少和處理
鍛造材料(liào)在加熱過程中,可能會(huì)產生的缺(quē)陷有(yǒu)氧化(huà)、脫碳、過熱、過燒、開裂等。其中(zhōng),氧化是很難避免的(de)。
氧化皮,產生
燃燒過程中,氧化性氣體(如O2、CO2、H2O、SO2等)與鐵元素結(jié)合,從內到外形成Fe2O3,Fe3O4,FeO等組成(chéng)的氧化層,即氧(yǎng)化皮。氧化皮的多少,取決於(yú)鋼種、爐(lú)型和加熱氣氛等。
氧化(huà)皮,危害
▶ 材料的損耗和浪費;
▶ 影響鍛件的表麵(miàn)質量;
▶ 加劇工具/模具的(de)磨損,降低工具/模具的壽命;
▶ 腐(fǔ)蝕加熱爐爐底,降(jiàng)低加熱爐壽命。
氧化皮,產生原因
▶ 爐內氣體。火焰加熱爐中一般有三(sān)種類型的(de)氣體,即氧化性氣體(如(rú)O2、CO2、H2O、SO2等)、還原(yuán)性氣體(CO、H2等)和
中性氣體(N2)。當爐內氣體過多時,火焰燃燒充分,爐(lú)氣性質顯現為氧化性,容易形成較厚(hòu)的氧化皮;當爐內供氣不足時,火焰燃(rán)燒不充分,爐氣性質顯現為還原(yuán)性(xìng),形成的氧化皮很薄,但不容易去(qù)除;
▶ 加熱溫度。鋼坯溫度越高,氧(yǎng)化越劇烈,氧化皮(pí)越厚。溫度低於(yú)600度時,氧化速度較慢,溫(wēn)度大於900度後,開始劇(jù)烈氧化;
▶ 加熱時間。鋼坯加熱時間越(yuè)長,氧化越劇烈(liè),氧化皮越厚;
▶ 材質。鋼料中,含碳量越高,形成(chéng)的氧化皮越少,這是(shì)因為鋼氧化過(guò)程中形成了(le)還原性(xìng)氣體CO,削(xuē)弱了(le)氧化性氣體的(de)作用;鋼中的合金元素(如Cr、Ni、Al、Mo等)在加熱過程(chéng)中,可以(yǐ)形成致密的氧化薄膜,阻止氧(yǎng)化的進一步進行,減少氧化。
氧化皮,防止和降(jiàng)低
▶ 原材料加熱前,確保其未(wèi)脫碳氧化;
▶ 保證坯料質量(liàng)前提(tí)下,盡量縮短加熱時間,特別是高(gāo)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(zǐ)密封要嚴,保證爐內相對不大的正壓力等;
▶ 坯料采用少裝、勤(qín)裝和適時出爐的方式;
▶ 使用抗氧化介質/塗層;
▶ 采(cǎi)用電加熱、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。
氧化皮,鍛前清除
▶ 冷水浸泡。毛坯出(chū)爐後可(kě)以先在冷水中浸2-3秒,使氧化皮遇冷收縮,破裂(liè)或變脆,脫落;
▶ 高壓水清理。氧化皮遇冷收縮,破裂或變脆,被高(gāo)壓水衝走,適用(yòng)於截麵尺寸較大(50~150mm)的熱毛坯;
▶ 用鋼絲刷、刮板、刮輪等工具清除;
▶ 氧化皮去皮(pí)機(jī)/刮(guā)皮(pí)器;
▶ 在錘(chuí)上或壓力機上進行模鍛時,可增加製坯工序,先將毛坯墩粗(cū)一次,用壓縮空氣吹除(chú)毛坯的一(yī)部分氧化(huà)皮。