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大型鍛件通常通過鍛造一次性鑄造形成的大型鑄錠獲得。鑄造后鑄錠中存在氣孔、縮孔、偏析、非金屬夾雜物等常見鑄造缺陷。隨著鋼錠重量的增加，鋼錠的固有缺陷越來越嚴(yán)重，這與大型鍛件的高質(zhì)量要求相矛盾。這些鑄造缺陷的存在對(duì)后續(xù)鍛造工藝有極其不利的影響。它們切斷了基體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，大大降低了鋼錠在高溫變形過程中的熱變形塑性。

此外，由于大型鍛件的尺寸效應(yīng)和重量效應(yīng)，鋼錠的熱處理過程也非常復(fù)雜。加熱溫度過低、保溫時(shí)間過短不利于合金元素的擴(kuò)散，甚至不能保證熱處理過程中組織的均勻性。加熱溫度過高、保溫時(shí)間過長(zhǎng)，容易導(dǎo)致鋼錠晶粒長(zhǎng)大、過熱、過燒，甚至導(dǎo)致雜質(zhì)元素沿晶界偏析，為后續(xù)加工中的鍛造開裂埋下隱患。

不僅如此，大型鍛件在加熱過程中對(duì)加熱速度也有嚴(yán)格的限制。這是因?yàn)殇撳V在加熱過程中有溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，鋼錠本身也有殘余應(yīng)力，所以在加熱過程中很容易被加熱。由于加熱速度過快導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力不一致，鋼錠出現(xiàn)內(nèi)部裂紋。然而，緩慢的加熱速度限制了生產(chǎn)效率的提高。因此，大型鍛件的熱處理工藝比中小型鍛件的熱處理工藝?yán)щy得多。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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碳、鉻和鎳對(duì)不銹鋼鍛件的作用：

碳在不銹鋼鍛件中的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一方面，碳與鉻具有很強(qiáng)的親和力，可以與鉻形成一系列復(fù)雜的碳化物。鋼中碳含量越高，形成的碳化鉻越多。不銹鋼鍛造過程中，當(dāng)w（Cr）<10%時(shí)，主要為硬質(zhì)合金（Fe，Cr）3C；在高鉻鋼中，復(fù)合碳化物（Cr，F(xiàn)e）7C3或（Cr，F(xiàn)e）23C6。這樣，固溶體中的鉻含量降低，鋼的耐腐蝕性也降低。鋼中碳含量越高，其耐腐蝕性越低。對(duì)于不銹鋼鍛件，耐腐蝕性是主要要求，因此不銹鋼中的碳含量通常很低，大多數(shù)僅為0.10%~0.20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），一般不超過0.4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

另一方面，不銹鋼鍛件的強(qiáng)度隨著鋼中碳含量的增加而增加。在某些場(chǎng)合，要求不銹鋼鍛件具有高硬度和耐磨性；如不銹鋼滾動(dòng)軸承、彈簧、模具和刀具，需要高硬度和高強(qiáng)度，因此在馬氏體不銹鋼中，為了產(chǎn)生馬氏體相，鋼中的碳含量通常在0.1%和1.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間變化。隨著鋼中碳含量的增加，淬火后鋼的硬度增加，耐磨性相應(yīng)提高。同時(shí)，鋼的強(qiáng)度也增加，塑性相應(yīng)降低，耐蝕性降低。因此，有必要相應(yīng)增加鋼中的鉻含量，以生產(chǎn)9Cr18、85Crl7和90Crl8MoV等不銹鋼。

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鍛造軸鍛件中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

1）坯料尺寸和中間尺寸符合各工序的操作要點(diǎn)。例如，鐓粗前材料的高徑比（H/D）設(shè)置為2-2.5，拉伸過程中的橫截面變換經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。

2）估計(jì)每個(gè)工序中坯料尺寸的變化。例如，在鐓粗時(shí)，坯料的高度略有降低，一般是鍛件高度的1.1倍。

3） 分段壓痕時(shí)，確保鍛造軸的每個(gè)零件都有足夠的體積。例如，當(dāng)生產(chǎn)階梯軸、曲軸或齒輪凸臺(tái)時(shí)，完成每個(gè)零件的體積分布。4）在多發(fā)火鍛造軸時(shí)，注意中間火加熱的可能性。例如，如果鍛件在開始時(shí)拉長(zhǎng)，則在二次加熱期間爐體尺寸不夠，軸鍛件無法放入其中。應(yīng)特別注意后一次火的變形以及后一次火的鍛造和終鍛溫度的控制，以確保鍛造軸的尺寸和質(zhì)量。

5） 確保在修整中有足夠的修整余量。注:①由于坯料在鐓粗、加長(zhǎng)、壓邊、換擋等過程中出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，在中間有修邊余量；②長(zhǎng)軸鍛件（如曲軸等）和帶凹槽鍛件的鍛造，由于其長(zhǎng)度尺寸太大，不能再次鐓粗。估計(jì)長(zhǎng)度方向上的尺寸正在被修剪。將略微延伸并導(dǎo)致超出公差。

6） 選擇工具時(shí)，請(qǐng)嘗試使用通用工具。當(dāng)產(chǎn)量較大時(shí)，可制作工具或輪胎模具，以提高軸鍛件的質(zhì)量和產(chǎn)量。

7） 根據(jù)軸鍛件毛坯的尺寸和質(zhì)量，選擇車間現(xiàn)有設(shè)備。

8） 由于軸鍛件的測(cè)量是在鍛件處于紅熱狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的，因此夾具、測(cè)量工具和成型樣品僅用于參考測(cè)量。

9） 鍛造軸鍛件的形狀和尺寸主要取決于手鉗的目視觀察和錘子的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

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