1.鋁合金鍛造坯料準備
供鍛造用的鋁合金坯料有鑄錠、軋制毛坯和擠壓毛坯。鑄錠常用於制造自由鍛件和各向異性比較小的模鍛件。對於大型模鍛件的坯料,當擠壓棒材的尺寸不夠時,大多也採用經鍛造後的鑄錠作坯料。鍛造前,鑄錠表面要進行機械加工,使其表面粗糙度低於12. 5μm,並進行均勻化退火,以改善塑性。
鋁合金的軋制毛坯,具有纖維狀的宏觀組織。常用軋制厚度小於l00mm的闆坯和條坯制造壁闆類鍛件和大批生産的小型薄鍛件。軋制毛坯較擠壓的和鍛制的毛坯具有較好的表面質量、較均勻的組織和力學性能,因此在用棒材作坯料制造大型重要鍛件和模鍛件時,首先選用軋制棒材,其次選用擠壓棒材,較後才選用鍛制棒材。選用軋制毛坯的問題是,厚度大的軋制闆坯下料較困難,而且下料過程中金屬損耗大。
鋁合金的擠壓毛坯,由於生産靈活性大,目前大多數鋁合金鍛件都是以擠壓毛坯作爲鍛造用坯料,擠壓棒材尤其适於用作長軸類鍛件的坯料。但擠壓毛坯的各向異性大,而且表皮有粗晶環、成層、表皮氣泡等缺陷,因此模鍛前必須清除這些表皮缺陷。
鋁合金坯料常用的下料方法是用鋸床、車床或銑床下料,較少用剪床下料,個别情況下採用坯料加熱後錘上剁切。
2.鋁合金鍛造鍛前加熱
由於鋁合金鍛造溫度範圍很窄,鋁合金毛坯的加熱應選用能夠保證達到要求的溫度範圍並易於自動控制的箱式電阻爐,爐内空氣要強制循環,並採用帶有隔熱屏的加熱元件。目前,國内鋁合金毛坯大多用鐵鉻鋁絲電阻爐加熱,爐子裝有精度在±10℃範圍内的自動控制儀表。爲測量溫度,在加熱區距毛坯100 - 160mm處安裝熱電偶,基本符合要求。沒有電爐時,可以使用煤氣爐和油爐,但不允許火焰直接接觸坯料,以防過燒。燃料的硫含量要低,以免高溫下硫滲入晶界。
裝爐前,毛坯要除去油垢及其他污物,爐内不得與鋼坯混裝,以免鋁屑和氧化鐵屑混在一起容易産生爆炸。裝爐時毛坯不得與加熱元件接觸,以免短路和碰壞加熱元件。爐内毛坯放置距爐門250 - 300mm,以保證加熱均勻。在毛坯和電阻絲之間加放鋼闆,以預防毛坯在加熱過程中過燒。
鋁合金導熱性良好,任何厚度的毛坯均不需要預熱,可直接在高溫爐内加熱,要求毛坯加熱到鍛造溫度的上限。爲瞭保證強化相的充分溶解,其加熱時間一般仍比鋼坯的加熱時間長,可按每1mm直徑(或厚度)約需1.5min計算。對於擠壓坯料或軋制坯料加熱到開鍛溫度後,是否需要保溫,以在鍛造和模鍛時不出現裂紋爲準,而鑄錠則必須保溫。
表1.5.1列出常用變形鋁合金的鍛造溫度範圍。表中數據表明,鋁合金的鍛造溫度範圍比較窄,一般都在150℃範圍内,某些高強度鋁合金的鍛造溫度範圍甚至在100 ℃範圍内。錘上鍛造溫度一般比壓力機上鍛造溫度低20 - 30℃。爲瞭減小鍛造溫度的變化,有必要對鋁合金鍛造用模具進行預熱。
國外技術資料表明,對鋁合金的鍛造溫度採用更窄範圍。例如,美國較常用的15種鋁合金,其鍛造溫度範圍一般小於55℃,較大不超過90℃。和國内的鍛造溫度相比較,始鍛溫度被降低,終鍛溫度被提高。在較窄的溫度範圍内鍛造,無疑合金的塑性好,變形抗力較小,所獲得的再結晶組織均勻而且細小。

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