锻件常见表面缺陷原因及注意事项
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绪论国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力,决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
制造业是国民经济建设的基础,锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空航天、核能及军工产品中占有比较大的比重。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点,因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展,降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高,锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
锻件缺陷的主要特征及产生的原因制造业是国民经济建设的基础,锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空、核能及军工产品中占有比较大的比重。
国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力,决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点,因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展,降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高,锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
一锻造概述锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形,以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。
常用的锻造方法为自由锻、模锻及胎模锻。
自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形,获得所需锻件的加工方法称为自由锻。
自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件,机器锻造是自由锻锻造特点自由锻造所用工具和设备简单,通用性好,成本低。
锻件氧化皮夹皮缺陷锻件是一种常见的金属加工工艺,通过对金属材料进行塑性变形,使其形成所需形状和尺寸的零件。
然而,在锻件过程中,常常会出现一些缺陷,如氧化皮和夹皮等问题。
本文将围绕这两个问题展开讨论。
氧化皮是指锻件在高温下与空气中的氧发生反应,产生一层氧化物覆盖在金属表面。
氧化皮的存在不仅影响锻件的外观美观,还会对其力学性能产生负面影响。
氧化皮的形成主要是由于金属表面与空气中的氧气发生氧化反应,生成氧化物。
氧化皮的厚度与氧化时间和温度有关,一般情况下,温度越高,氧化皮的厚度越大。
为了去除氧化皮,可以采取机械方法,如打磨、抛光等,也可以采取化学方法,如酸洗、酸蚀等。
夹皮是指锻件在锻造过程中由于金属流动不畅或受到外界阻力的影响,造成金属流动中的一部分被困在夹层中,形成夹层缺陷。
夹皮的存在会降低锻件的强度和韧性,甚至导致零件失效。
夹皮的形成与金属的流动性、模具的设计以及锻造工艺参数等因素密切相关。
为了避免夹皮的产生,可以优化锻造工艺参数,如提高锻造温度、增加锻击次数等,同时还要合理设计模具,尽量减少金属流动的阻力。
针对氧化皮和夹皮缺陷,我们可以采取一系列的措施来解决。
首先,在锻件的制备过程中,应加强对原材料的管理,选择质量良好的金属材料,并严格控制锻造工艺参数,避免过高的温度和过长的锻造时间,以减少氧化皮的形成。
其次,在模具的设计和制作中要考虑金属流动的顺畅性,合理设计流道和浇口,减少金属流动的阻力,从而降低夹皮的产生风险。
此外,还可以采用防氧化涂层等技术手段来预防氧化皮的形成,或者在锻造过程中使用真空或惰性气体等环境来减少氧的接触,进一步降低氧化皮的产生。
氧化皮和夹皮是锻件中常见的缺陷问题,对锻件的质量和性能有着重要影响。
通过合理的材料选择、优化的工艺参数和模具设计,以及采用适当的预防措施,可以有效地减少氧化皮和夹皮的产生,提高锻件的质量和性能。
在实际生产中,我们应密切关注这些问题,不断改进和优化锻造工艺,以确保锻件的质量和可靠性。
1锻造概述1.1锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形,以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。
常用的锻造方法为自由锻、模锻、胎模锻。
1.2自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形,获得所需锻件的加工方法称为自由锻。
自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件,机器锻造是自由锻。
1.3锻造特点1.3.1自由锻造所用工具和设备简单,通用性好,成本低。
同铸造毛坯相比,自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷,使毛坯具有更高的力学性能。
锻件形状简单,操作灵活。
1.3.2锻件和铸件相比锻件的优点1.3.2.1金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。
铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
1.3.2.2铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。
1.3.2.3锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。
这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。
铸件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。
在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
因此,它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。
1.4应用领域自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的,所以锻件精度低,加工余量大,劳动强度大,生产率也不高,因此它主要应用于单件、小批量生产。
锻件缺陷的主要特征及其产生的主要原因锻件缺陷的主要特征及其产生的主要原因000缺陷名称主要特征产生原因及的后果①由原材料产生的缺陷缺陷名称主要特征产生原因及的后果毛细裂纹(发裂)位于钢材表面,深约0.5-1.5mm的毛细裂纹轧制钢材时,钢锭的皮下气泡被辗长而破裂形成的。
锻前若不去掉,可能引起锻件裂纹结疤在钢材表面局部地方存在的一层易剥落的薄膜,其厚度可达1.5mm左右。
锻造时不能焊合,以结疤形态出现在锻件表面上浇注时,由于钢液飞溅而凝结在钢锭表面,轧制时被压成薄腊而贴附在轧材表面即为结疤。
锻后经酸洗清理,结疤剥落,锻件表面上出现凹坑折缝(折叠)在轧材端面上的直径两端出现方向相反的折缝。
折缝同圆弧切线成一角度,折缝内有氧化夹杂,四周有脱碳轧辊上型槽定径不正确,或型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷成折叠锻前若不去掉,将残留锻件表面非金属夹杂物在轧材的纵断面上出现被拉长了的,或被破碎但沿纵向断续分布的非金属夹杂。
前者如硫化物,后者如氧化物、脆性硅酸盐主要是由于在熔炼时,金属与炉气、容器之间发生化反应形成的;另外,在熔炼浇注时由于耐火材料、砂子等落入钢液而引起层状断口往往出现在钢材的轴心部分。
在钢材的断口或断面上,出现一些与折断了的石板、树皮相似的形貌。
这种缺陷在合金钢,特别是铬镍钢、铬镍钨钢中出现较多,在碳钢中也有发现钢中存在非金属夹杂物,枝晶偏析、气孔、疏松等缺陷,在锻轧过程中沿纵向被拉长,使钢材断口呈片层状层状断口严重队低钢材横向力学性能,锻造时极易沿分层破裂成分偏析带在某些合金结构钢,如40GrNiMoA,38GrMoAlA等锻件的纵向低倍上,沿流线方向出现不同于流线的条状或条带状缺陷。
缺陷区的显微硬度与正常区的明显不同成分偏析带主要是由于原材生产过程中合金元素发生偏析造成的轻微的成分偏析带对力学性能影响不大,严重的偏析带低明显降低锻件的塑性和韧性缺陷名称主要特征产生原因及的后果亮条或亮带在锻件表面或锻件加工过的表面上,出现长度不等的亮条。
大型锻件中常见的缺陷与对策大全摘要:I.引言- 大型锻件的应用背景- 锻造过程中常见缺陷概述II.大型锻件中的常见缺陷- 锻造裂纹- 夹杂物- 疏松- 偏析- 折叠III.大型锻件缺陷的对策- 针对锻造裂纹的对策- 针对夹杂物的对策- 针对疏松的对策- 针对偏析的对策- 针对折叠的对策IV.结论- 总结大型锻件中常见缺陷及对策- 强调质量控制的重要性正文:I.引言大型锻件广泛应用于航空、航天、能源等各个领域,其质量直接影响着设备的运行安全和可靠性。
在锻造过程中,由于各种原因,锻件中常会出现一些缺陷,如锻造裂纹、夹杂物、疏松、偏析和折叠等。
针对这些缺陷,本文将对大型锻件中的常见缺陷及对策进行探讨。
II.大型锻件中的常见缺陷1.锻造裂纹锻造裂纹是锻件中最常见的缺陷之一,主要由于锻造过程中金属的塑性变形不均匀,内部应力过大而产生。
裂纹可能出现在锻件的表面或内部,对锻件的使用性能产生严重影响。
2.夹杂物夹杂物是指在锻造过程中,金属中混入的氧化物、硅酸盐等非金属杂质。
夹杂物会影响锻件的力学性能和耐腐蚀性能,甚至导致锻件在使用过程中断裂。
3.疏松疏松是指锻件中出现的孔洞或疏松区域,通常由于金属在锻造过程中未完全充填模腔而产生。
疏松会降低锻件的强度和韧性,严重影响锻件的使用性能。
4.偏析偏析是指金属中某些元素或化合物在锻件中分布不均匀的现象。
偏析会导致锻件的性能不均匀,可能出现局部脆弱、疲劳裂纹等问题。
5.折叠折叠是指锻件在锻造过程中产生的折叠状缺陷,通常由于金属在流动过程中受阻或变形不充分而产生。
折叠会降低锻件的强度和韧性,影响锻件的使用性能。
III.大型锻件缺陷的对策1.针对锻造裂纹的对策- 优化锻造工艺,降低金属的内部应力- 严格控制锻造温度,避免过热或过冷- 合理设计模具,确保金属塑性变形均匀2.针对夹杂物的对策- 提高金属原料的质量,减少夹杂物的含量- 采用净化熔炼技术,降低金属中的杂质含量- 合理选择锻造工艺,避免金属氧化和硅酸盐形成3.针对疏松的对策- 提高锻造速度和变形程度,使金属充分充填模腔- 优化模具设计,确保金属流动畅通- 严格控制锻造过程中的润滑剂和冷却剂使用4.针对偏析的对策- 优化金属成分,控制元素含量和分布- 采用均匀化热处理工艺,改善金属的分布状态- 严格控制锻造过程中的温度梯度和冷却速度5.针对折叠的对策- 优化锻造工艺,确保金属流动顺畅- 合理设计模具,避免金属受阻和变形不充分- 严格控制锻造过程中的力度和速度IV.结论大型锻件中的常见缺陷及对策是锻造过程中需要关注的重要问题。
锻造缺陷一、原材料缺陷造成的锻造缺陷1. 层状断口2. 碳化物偏析:含碳量高的合金钢开坯和轧制时共晶碳化物未被打碎造成不均匀偏析。
危害:带状碳化物使工件在淬火时产生较大的变形,并沿着碳化物带状处产生裂纹。
当碳化物级别较高时,对高速钢刀具的使用寿命极为不利,级别>5级是,可造成刀具崩刃或断裂。
3. 缩管残余:钢锭冒口部分切除不净,开坯轧时将夹杂物缩松或偏析残留在钢材内部,淬火时形成裂纹。
二、落料不当造成的锻件缺陷1. 锻件端面与轴线倾斜:剪切时未压紧2. 撕裂:刀片间隙太大3. 毛刺:切料时,部分金属被带入剪刀间隙之间,产生尖锐和毛刺。
后果:造成加热时局部过烧,锻造时产生折叠和开裂。
4. 端部裂纹:剪切大断面坯料时,圆形端面变成椭圆形,材料中产生很大的内应力,引起应力裂纹。
另外,气割落料前,原材料没有预热,产生加工应力导致裂纹5. 凸芯开裂:车床下料时,棒料端面中心留有凸芯,锻造时凸芯冷却快,由于应力集中造成开裂。
三、锻造工艺不当造成的缺陷1. 过热:加热停留时间过长或加热温度过高引起材料晶粒粗大2. 过烧:过烧时,晶粒特别粗大,断口呈石状。
对碳钢,金相组织出现晶界氧化和熔化;工模具钢晶界因为熔化而出现鱼骨状莱氏体;铝合金出现晶界熔化三角区或复熔球。
3. 锻造裂纹1)加热裂纹:尺寸大的坯料快速加热造成内外温差大,热应力大造成开裂。
特征:由中心向四周辐射状扩展,多产生于高合金材料2)心部开裂:常在坯料的头部,开裂深度与加热和锻造有关,有事贯穿整个坯料。
原因:加热时保温不足,坯料未热透,外部温度高,塑性好,变形大,内部温度低变形小,内外产生不均匀变形3)材质缺陷开裂:锻造时在缩孔夹渣碳化物偏析等材料缺陷处形成锻造裂纹4. 脱碳和增碳1)脱碳:钢材表面在高温下,碳被氧化发生脱碳,使表层组织含碳量下降,硬度下降,强度下降,脱碳层的深度与钢的成分、炉内气氛、温度有关。
通常高碳钢易氧化脱碳,氧化性气氛中易脱碳。
轴类大型锻件讲述:锻件表面出现夹渣的原因轴类大型锻件是一种在机械设备和工具中应用广泛的重要传动部件,其制造工艺需求高,生产难度大。
在制造过程中,锻件表面出现夹渣是一个常见问题,其原因可能是多方面的。
一、材料质量不好锻件的质量受到原材料的影响,如果原材料中含有杂质或夹渣,在锻造过程中就会难以避免其出现在锻件表面。
为避免夹渣问题,应该选择优质、可信赖的原材料,并且对原材料进行严格审查和筛选。
二、锻造过程中的操作不当锻造过程中,如果操作不当,也会导致锻件表面出现夹渣。
在锻造过程中过度拉伸或过度挤压等操作都可能导致金属内部形成缺陷,从而在锻件表面形成夹渣。
三、模具设计不合理锻造模具的设计是锻造成功的关键之一。
如果模具设计不合理,容易在锻造过程中产生夹渣问题。
模具表面或内部的几何形状应该设计得尽可能简单和流畅,以避免在模具表面和金属之间造成额外的截面。
四、锻造工艺不精细在锻造工艺中,要注意每个生产步骤的细节处理。
例如,在加热、开放式锻造和闭式锻造等步骤中,都需要合理掌控锻造温度和时间,避免过度热处理或时间太短导致锻件表面不光滑,形成夹渣。
五、锻造设备维护不善锻造设备的经常性维护也是避免锻件表面出现夹渣的一个重要方面。
如果设备维护不当,设备可能出现减少或停止工作,从而导致夹渣问题。
六、污染可能的来源如果锻造场地周围环境存在大量的灰尘、液体、固体物质,则容易带入锻造过程中,形成夹渣。
在锻造过程中,应该采取措施避免环境污染以防止锻件表面出现夹渣。
结论锻件表面出现夹渣是一个常见但容易避免的问题,在制造过程中,要注意材料的优质、锻造过程中操作的规范、锻造设备的维护等方面,并避免模具设计不合理,控制锻造工艺和防止环境污染,减少锻件表面夹渣的风险。
铝合金锻件的常见缺陷及对策铝合金材料因其密度较小,强度适宜,因而得到广泛的应用。
根据成分和工艺性能不同,铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
变形铝合金按其热处理强化能力又可分为热处理不强化铝合金和热处理强化铝合金。
变形铝合金按其使用性能及工艺性能可分为防锈铝合金(用LF表示)、硬铝合金(用LY表示),超硬铝合金(用LC 表示)和锻铝合金(用LD表示)。
影响铝合金再结晶温度的主要因素有:合金成分、压力加工前的均匀化规范、压力加工方式(应力状态)、变形温度、变形速度、变形程度和最终热处理制度等。
铝合金的晶粒尺寸对力学性能有较大影响,铝合金锻件中的粗晶显著降低强度极限和屈服极限,降低零件的使用性能和寿命。
因此,锻造铝合金时需注意控制晶粒度。
铝合金锻件的晶粒大小与变形温度、变形程度、受剪切变形的情况以及固溶处理前的组织状态等有关。
详见几种主要缺陷形成的机理和对策中的备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响。
供锻造和模锻的铝合金原坯料,一般采用铸锭和挤庄坯料,个别情况下亦采用轧制坯料。
铸锭坯料往往具有疏松、气孔、缩孔、裂纹、成层、夹渣、氧化膜和树枝状偏析等缺陷。
挤压坯料一般具有粗晶环、成层、缩尾、夹渣、氧化膜和表皮气泡等缺陷。
铝合金坯料的上述缺陷,不仅锻造时容易开裂,而且直接影响到锻件质量,所以锻前需要按标准对坯料进行检查,合格后方能投产。
铝合金的锻造特点如下:1.塑性较低铝合金的塑性受合金成分和锻造温度的影响较大。
大多数铝合金对变形速度不十分敏感,但是随着合金中合金元素含量的增加,合金的塑性不断下降。
2.流动性差铝合金质地很软,外摩擦系数较大,所以流动性较差,模锻时难于成形。
3.锻造温度范围窄铝合金的锻造温度范围一般都在150℃以内,少数高强度铝合金的锻造温度范围甚至不到100℃,由于铝合金的锻造温度范围很窄,所以一般都采用能精确控制加热温度的带强制循环空气的箱式电阻炉或普通箱式电阻炉进行加热,温差控制在上±10℃以内。
曲轴常见的锻造缺陷及解析曲轴是一种重要的机械零件,它经常用于内燃机、柴油机、发电机和飞机发动机等的传动装置中。
在曲轴的制造过程中,锻造是一种常用的加工方法。
然而,锻造过程中可能会产生一些缺陷,以下是曲轴常见的锻造缺陷及解析:
1. 晶界氧化物缺陷:这种缺陷是由于锻造过程中钢材表面被氧化而产生的。
这种缺陷通常出现在曲轴的表层,不仅影响曲轴的强度和韧性,而且还会导致曲轴的疲劳寿命缩短。
解决方法是通过增加锻造温度、减少加工速度或采用防氧化剂来减少这种缺陷。
2. 折叠缺陷:这种缺陷是曲轴锻件中最常见的缺陷之一。
折叠缺陷通常是在锤击或挤压中产生的。
这种缺陷会形成各种类型的裂纹,从而降低曲轴的强度和耐久性。
解决方法是通过变换锤击或挤压的方向,以减少折叠的风险。
3. 空洞缺陷:在曲轴的锻造过程中,可能会出现由气体或其他不稳定物质引起的空洞缺陷。
这种缺陷不仅会对曲轴的强度和刚度产生影响,而且还会导致曲轴表面的裂纹。
解决方法包括在制造过程中使用更好的防气体措施,并在生产前进行更彻底的金属质量检查。
4. 脆性缺陷:脆性缺陷产生的原因是当钢材在高温下变形时,钢材中的晶粒晶界会发生断裂。
脆性缺陷会导致曲轴易于断裂和损坏。
解决方法包括在锻造过程中加热和冷却的更准确控制及表面硬度测试的改进。
综上所述,锻造曲轴时需要采取多项措施来避免这些缺陷的发生,其中包括正确控制温度、锤击或挤压方向的变换、使用更好的防气体
措施以及在生产前进行更完善的金属质量检查。