銅合金自由鍛工藝特點(diǎn)
銅合金鑄錠的宏觀組織可分為3個(gè)區(qū)域：激冷區(qū)、柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)。其中激冷區(qū)為緊靠鑄錠模壁的一層外殼，厚度相對于幾個(gè)晶粒。等軸晶區(qū)位于鑄錠的中心區(qū)域，由比較粗大的等軸晶粒組成；柱狀晶區(qū)位于二者之間，由和模壁垂直、彼此平行的柱狀晶粒組成。上述三種晶區(qū)的寬度隨合金化學(xué)成分、鑄造方式及工藝的不同而不同，通過鑄造工藝的調(diào)整，可以獲得單一等軸晶或單一柱狀晶的鑄錠。柱狀晶組織對鑄錠的性能影響很大，在柱狀晶與等軸晶交界處往往存在低熔點(diǎn)共晶組織及夾雜物、氣孔和疏松，還可能存在晶間裂紋，是鑄錠脆弱的地方，當(dāng)鑄錠進(jìn)行壓力加工時(shí)，易于沿此處開裂。因此，用于塑性變形的鑄錠，柱狀晶區(qū)應(yīng)盡可能小，等軸晶區(qū)應(yīng)盡可能寬，特別要避免出現(xiàn)粗大的柱狀晶組織。
對鑄錠組織進(jìn)行控制，使之形成均勻、細(xì)小的等軸晶粒組織，可以有效提高鑄錠的變形性能。在鑄造熔液中添加細(xì)化劑是有效的細(xì)化晶粒的方法。用于塑性加工特別是自由鍛的鑄錠，還應(yīng)嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)（如鉛、鉍等）的含量，否則在拉應(yīng)力的作用下，容易在低熔點(diǎn)雜質(zhì)聚集的地方產(chǎn)生裂紋。
根據(jù)銅合金鑄錠的特點(diǎn)，自由鍛的注意事項(xiàng)有：
（1）銅合金的鍛造溫度范圍較窄，為避免在鍛造過程中坯料溫度迅速下降而落入脆性區(qū)，在鍛造前應(yīng)將錘頭、砧面以及操作工具如沖頭、芯軸、胎模、漏盤等預(yù)熱至200℃以上。操作時(shí)動作應(yīng)輕快，坯料在砧面上要經(jīng)常翻動。進(jìn)行沖孔時(shí)，沖頭應(yīng)預(yù)熱至盡可能高的溫度，使與沖頭接觸的金屬溫度下降不致太多，避免孔的邊緣產(chǎn)生裂紋。鍛造時(shí)如坯料溫度下降至脆性區(qū)范圍，應(yīng)立即停鍛，重新加熱后再恢復(fù)鍛造。
（2）銅合金質(zhì)地較軟，在拔長時(shí)壓出的棱角比較尖銳，為避免產(chǎn)生折疊缺陷，鍛造銅合金的砧塊的棱邊應(yīng)倒圓R10以上，操作時(shí)送進(jìn)量與壓下量之比應(yīng)適當(dāng)加大，可保持在0.7～1.0，同時(shí)錘擊時(shí)應(yīng)盡可能快一些。在鍛制帶孔法蘭時(shí)，如果先沖孔，再在胎模內(nèi)鐓粗頭部，容易在孔的內(nèi)壁產(chǎn)生折疊缺陷，因此，鍛造銅合金帶孔法蘭時(shí)，一般應(yīng)先在胎模中鐓粗頭部，最后再沖孔；也可在沖孔后，在坯料孔中放置芯棒再在胎模中鐓粗成形頭部。
（3）黃銅對內(nèi)應(yīng)力比較敏感，內(nèi)應(yīng)力較大時(shí)容易自行開裂。鍛制長軸類黃銅鍛件時(shí)，應(yīng)反復(fù)掉頭鍛造，并均勻翻動鍛件，使鍛件各段的變形溫度相差不致過大，以便降低鍛件的內(nèi)應(yīng)力并獲得比較均勻的組織。此類鍛件在鍛后應(yīng)及時(shí)退火處理。
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