精华都在这了!锻造加热过程中氧化的产生、危害、减少和处理方式都说全了
锻造材料在加热过程中,可能会产生的缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧、开裂等。其中,氧化是很难避免的。
氧化皮产生
燃烧过程中,氧化性气体(如O2、CO2、H2O、SO2等)与铁元素结合,从内到外形成Fe2O3,Fe3O4,FeO等组成的氧化层,即氧化皮。氧化皮的多少,取决于钢种、炉型和加热气氛等。
氧化皮 · 危害
1.材料的损耗和浪费;
2.影响锻件的表面质量;
3.加剧工具/模具的磨损,降低工具/模具的寿命;
4.腐蚀加热炉炉底,降低加热炉寿命。
氧化皮产生原因
钢在加热时,铁与氧或铁与燃料燃烧时 的生成物 (CO2、H2O汽等) 的化学作用, 而形成一层氧化层,称为氧化皮。在被加热坯料表面分布 成三层;最内层由细小颗粒的FeO组成,占 氧化层全厚的40%; 中间层由粗大颗粒的 Fe3O4组成,占其厚度的50%左右; 最外层 由Fe2O3组成,占10%左右。由于氧化铁 皮和钢的膨胀系数不一致,故疏松而易于脱 落,同时氧化铁皮的熔点 (1300~1350℃) 较低,致使钢在高温下加热时,氧化铁皮的 脱落或熔化会暴露出金属的表面,因而使氧 化继续不断地加速进行。
氧化皮防止和降低
1.原材料加热前,确保其未脱碳氧化;
2.保证坯料质量前提下,尽量缩短加热时间,特别是高温阶段的加热时间量;
3.保证完全燃烧的前提下,尽量减少炉内气体或水分;
4.防止炉外空气进入炉内。如炉子密封要严,保证炉内相对不大的正压力等;
5.坯料采用少装、勤装和适时出炉的方式;
6.使用抗氧化介质/涂层;
7.采用电加热、少氧化/无氧化加热,尤其是精密模锻、高合金和有色金属的锻造。
氧化皮锻前清除
1.冷水浸泡。毛坯出炉后可以先在冷水中浸2-3秒,使氧化皮遇冷收缩,破裂或变脆,脱落;
2.去氧化皮机器,采用高压水除鳞原理,当氧化皮遇冷收缩,破裂或变脆,被高压水冲走(这也是锻造厂最长,也是较好的去氧化皮方法);
3.用钢丝刷、刮板、刮轮等工具清除;
4.氧化皮去皮机/刮皮器;
5.在锤上或压力机上进行模锻时,可增加制坯工序,先将毛坯墩粗一次,用压缩空气吹除毛坯的一部分氧化皮。