金屬鍛造加工條件包括變形溫度、變形速度和變形方式。
變形溫度:
提高金屬變形時(shí)的溫度,是改善金屬可鍛性的有效措施金屬在加熱過程中,隨著加熱溫度的升高,金屬原子的活動(dòng)能力增強(qiáng),原子間的吸引力減弱,容易產(chǎn)生滑移,因而塑性提高,變形抗力降低,可鍛性明顯改善,故鍛造一般都在高溫下進(jìn)行。
金屬的加熱在整個(gè)生產(chǎn)過程中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),它直接影響著生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及金屬的有效利用等方面。
對(duì)金屬加熱的要求是:
在坯料均勻熱透的條件下,能以較短的時(shí)間獲得加工所需的溫度,同時(shí)保持金屬的完整性,并使金屬及燃料的消耗最少其中重要內(nèi)容之一是確定金屬的鍛造溫度范圍,即合理的始鍛溫度和終鍛溫度。始鍛溫度即開始鍛造溫度,原則上要高,但要有一個(gè)限度,如超過此限度,則將會(huì)使鋼產(chǎn)生氧化、脫碳、過熱和過燒等加熱缺陷所謂過燒是指金屬加熱溫度過高,氧氣滲入金屬內(nèi)部,使晶界氧化,形成脆性晶界,鍛造時(shí)易破碎,使鍛件報(bào)廢碳鋼的始鍛溫度應(yīng)比固相線低200℃左右。
終鍛溫度即停止鍛造溫度,原則上要低,但不能過低,否則金屬將產(chǎn)生加工硬化,使其塑性顯著降低,而強(qiáng)度明顯上升,鍛造時(shí)費(fèi)力,對(duì)高碳鋼和高碳合金工具鋼而言甚至打裂。
變形速度:
變形速度級(jí)單位時(shí)間內(nèi)的變形程度變形速度對(duì)金屬可鍛性的影響,它對(duì)可鍛性的影響是矛盾的一方面隨著變形速度的提高,回復(fù)和再結(jié)晶來不及進(jìn)行,不能及時(shí)克服加工硬化現(xiàn)象,使金屬的塑性下降,變形抗力增加,可鍛性變壞另一方面,金屬在變形過程中,消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能,相當(dāng)于給金屬加熱,使金屬的塑性提高、變形抗力下降,可鍛性變好變形速度越大,熱效應(yīng)越明顯。
變形方式:
變形方式不同,變形金屬內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)不同例如擠壓變形時(shí)為三向受壓狀態(tài);而拉拔時(shí)則為兩向受壓、一向受拉的狀態(tài);墩粗時(shí)坯料中心部分的應(yīng)力狀態(tài)是三向壓應(yīng)力,周邊部分上下和徑向是壓應(yīng)力,切向是拉應(yīng)力。
實(shí)踐證明,三個(gè)方向的應(yīng)力中,壓應(yīng)力的數(shù)目越多,則金屬的塑性越好;拉應(yīng)力的數(shù)目越多,則金屬的塑性越差同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下引起的變形抗力大于異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力拉應(yīng)力使金屬原子間距增大,尤其當(dāng)金屬的內(nèi)部存在氣孔、微裂紋等缺陷時(shí),在拉應(yīng)力作用下,缺陷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,使裂紋擴(kuò)展,甚至達(dá)到破壞報(bào)廢的程度壓應(yīng)力使金屬內(nèi)部原子間距減小,不易使缺陷擴(kuò)展,故金屬的塑性提高但壓應(yīng)力使金屬內(nèi)部摩擦阻力增大,變形抗力亦隨之增大。綜上所述,金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì),又取決于變形條件在壓力加工過程中。要力求創(chuàng)造最有利的變形條充分發(fā)揮金屬的塑性,降低變形抗力,使能耗最少,變形進(jìn)行得充達(dá)到金屬鍛造加工的最佳效果。