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锻造锻件前的准备包括什么?

2021-03-09 16:08:21 浏览次数:
锻造前的准备包括原材料选择、算料、下料、加热、计算变形力、选择设备、设计模具。锻造前还需选择好润滑方法及润滑剂。
锻造用材料涉及面很宽,既有多种牌号的钢及高温合金,又有铝、镁、钛、铜等有色金属;既有经过一次加工成不同尺寸的棒材和型材,又有多种规格的锭料;除了大量采用适合我国资源的国产材料外,又有来自国外的材料。所锻材料大多数是已列入国家标准的,也有不少是研制、试用及推广的新材料。众所周知,产品的质量往往与原材料的质量密切相关,因此对锻造工作者来说,必需具有必备的材料知识,要善于根据工艺要求选择最合适的材料。
算料与下料是提高材料利用率,实现毛坯精化的重要环节之一。过多材料不仅造成浪费,而且加剧模膛磨损和能量消耗。下料若不稍留余量,将增加工艺调整的难度,增加废品率。此外,下料端面质量对工艺和锻件质量也有影响。
锻件
加热的目的是为了降低锻造变形力和提高金属塑性。但加热也带来一系列问题,如氧化、脱碳、过热及过烧等。准确控制始锻及终锻温度,对产品组织与性能有极大影响。火焰炉加热具有费用低,适用性强的优点,但加热时间长,容易产生氧化和脱碳,劳动条件也需不断改善。电感应加热具有加热迅速,氧化少的优点,但对产品形状尺寸及材质变化的适应性差。
锻造成形是在外力作用下产生的,因此,正确计算变形力,是选择设备、进行模具校核的依据。对变形体内部进行应力应变分析,也是优化工艺过程和控制锻件组织性能所不可缺少的。
变形力的分析方法主要有四种。主应力法虽不十分严密,但比较简单直观,可以计算出总压力及工件与工具接触面上的应力分布。滑移线法对于平面应变问题是严格的,对于高件局部变形求解应力分布比较直观,但适用范围较窄。上限法可以给出高估的载荷,上限元还可以预计变形时工件外形变化。有限元法不仅可以给出外载荷及工件外形的变化,还可以给出内部的应力应变分布,缺点是用计算机的机时较多,特别是按弹塑性有限元求解时,需要计算机容量较大,机时较长。近来有趋势采用联合的方法分析问题,例如。用上限法进行粗算,在关键部位用有限元细算。
减少摩擦,不仅可以节约能源,还可以提高模具寿命。由于变形比较均匀,有助于提高产品的组织性能,减少摩擦的重要措施之一就是采用润滑。由于锻造的方式不同及工作温度的差异,所用润滑剂也不同。玻璃润滑剂多用于高温合金及钛合金锻造。对钢的热锻,水基石墨是应用很广泛的润滑剂,对于冷锻,由于压强很高,锻前往往还需要进行磷酸盐或草酸盐处理。
高速冲击是锻锤锻造过程和锻造工业所固有的,在锻造车间内,完成锻件锻造工艺的冲击性锻压设备的负荷往往是短期高峰负荷,它一方面使机器受力构件承受冲击而产生冲击振动,辐射结构噪声;另一方面将使设备周围的空气受到高速高压气流的冲击产生空气动力性噪声。锻造车间的主要噪声是机械噪声和空气动力性噪声。
所谓噪声是指使人厌烦或对人有害的声音。随着现代工业和交通运输的迅速发展,噪声已严重地危害着人体健康,污染了环境。它与大气污染、水质污染等构成当代三大环境公害,已成为当今世界性的问题,正引起人们的密切关注。
锻件
强噪声对操作工人身心健康的危害,噪声对人体的健康危害甚大,从测量中得知,当噪声达70dB(A)就开始对人的听觉有危害,在90dB(A)以上的噪声环境中长期工作,会造成永久性听力损伤,即噪声性耳聋;在高噪声环境下工作,不但会使人感到烦噪,加速身体疲劳,降低工作效率,还会分散人的注意力,容易出废品或造成设备、人身事故;在高噪声的锻造车间内工作的人,神经系统、消化系统及心血管系统等非听觉疾病的发病率也较高。
听力损伤的临界标准是以500、1000、2000Hz听力比正常人平均降低值超过25dB作为听力损伤的起点。大量的调查研究表明,噪声暴露和听力损伤之间的关系主要决定于噪声强度和暴露年限。听力损伤的程度大体上与噪声强度成线性关系。85dB(A)以下的噪声终身职业性暴露一般不致引起听力损伤。听力损伤的临界年限(即产生听力损伤的人数超过5%的暴露年限)与噪声强度的关系是:噪声强度为85dB(A)时,临界暴露年限约为20年;90dB(A)时约为10年;95dB(A)时约为5年;100dB(A)以上时则不到5年。
噪声对环境的污染锻造噪声不仅对操作工人身心健康危害很大,而且严重危害周围环境,影响锻件锻造车间及厂区办公人员的工作效率,干扰厂区周围居民的睡眠和正常生活,构成严重的环境公害。
 

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