鍛造鍛件時原材料的利用率是怎樣的?
鍛造前的準備包括原材料選擇、算料、下料、加熱、計算變形力、選擇設備、設計模具。鍛造前還需選擇好潤滑方法及潤滑劑。
鍛造用材料涉及面很寬,既有多種牌號的鋼及高溫合金,又有鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬;既有經過一次加工成不同尺寸的棒材和型材,又有多種規格的錠料;除了大量采用適合我國資源的國產材料外,又有來自國外的材料。所鍛材料大多數是已列入國家標準的,也有不少是研制、試用及推廣的新材料。眾所周知,產品的質量往往與原材料的質量密切相關,因此對鍛造工作者來說,必需具有必備的材料知識,要善于根據工藝要求選擇最合適的材料。
算料與下料是提高材料利用率,實現毛坯精化的重要環節之一。過多材料不僅造成浪費,而且加劇模膛磨損和能量消耗。下料若不稍留余量,將增加工藝調整的難度,增加廢品率。此外,下料端面質量對工藝和鍛件質量也有影響。
加熱的目的是為了降低鍛造變形力和提高金屬塑性。但加熱也帶來一系列問題,如氧化、脫碳、過熱及過燒等。準確控制始鍛及終鍛溫度,對產品組織與性能有極大影響。火焰爐加熱具有費用低,適用性強的優點,但加熱時間長,容易產生氧化和脫碳,勞動條件也需不斷改善。電感應加熱具有加熱迅速,氧化少的優點,但對產品形狀尺寸及材質變化的適應性差。
鍛造成形是在外力作用下產生的,因此,正確計算變形力,是選擇設備、進行模具校核的依據。對變形體內部進行應力應變分析,也是優化工藝過程和控制鍛件組織性能所不可缺少的。
下料時,金屬的損失因切料設備、切斷坯料的方法、工人的技術水平而不同。以下分別說明。
大批大量生產的大型模鍛車間,鍛件年產量從萬余噸至數萬噸,根據設備負荷率選用2.5~16MN范圍內的棒料剪斷機,1.6MN以下曲軸壓力機,一般5MN以上棒料剪斷機配以機械化棒料預熱爐;圓鋸床只用于切斷個別斷面有要求的坯料,或只是處理料頭,切管機根據需要而采用。在實際生產中,例如大型拖拉機廠、大型汽車廠為鍛造備料的材料下料利用率在95%~97%之間。包括利用料頭、料芯(或連皮)、鉗口等廢料,最高可達98.5%。
大批生產的中型模鍛車間,鍛件年產量在萬噸以下,坯料尺寸和鋼號變化比較大,既要考慮設備負荷率,也要考慮設備的成套性,以適應生產任務的變化。大多采用5MN或10MN以下棒料剪斷機,1MNN以下曲軸壓力機,超過剪斷機剪切能力的坯料,采用圓鋸床下料,材料下料利用率平均能達93%~95%。小型模鍛車間,大尺寸坯料多用鋸切,小尺寸坯料才用剪切,材料下料利用率在91%~93%之間。
有些中小型自由鍛車間和模鍛車間,全部采用鋸床下料,G607圓鋸床常用660~710mm圓鋸片,鋸片厚度65mm,切口損耗寬度達8mm,材料下料利用率一般在92%以下。個別廠由于工藝不合理,料長度與直徑比過小,材料下料利用率低至85%。
在鍛造生產中原材料費用一般占鍛件生產成本的50%~70%,節約原材料是降低鍛件生產成本的主要手段。盡可能由切削下料改為剪切或精密剪切下料,研制新的精密剪切工藝和設備,推廣帶鋸床,研制新的采用高速鋼圓鋸片或雙金屬刃口圓鋸片的高速圓鋸床。替換一些鋸床,是提高下料生產率,降低下料損耗和節約原材料的主要措施。
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