Нагрев металла для штамповки

Нагрев металла перед штамповкой преследует ту же цель, что и нагрев металла перед свободной ковкой, т. е. увеличение пластичности металла.
Как правило, штамповочные машины по сравнению с машинами свободной ковки имеют более высокую производительность. Зачастую нагревательные печи не обеспечивают нагретым металлом штамповочный агрегат (молот или пресс), отчего снижается его производительность. Между тем, производительность печи должна соответствовать производительности штамповочного молота и даже иметь некоторый запас.
Применяются два способа нагрева металла перед штамповкой: пламенный и электрический. Для пламенного нагрева в последнее время широко используются механизированные высокопроизводительные нагревательные печи, причем применяются скоростные методы нагрева металла в этих печах. Конструкция механизированных печей определяется характером нагреваемых заготовок, а также типом штамповочных машин, обслуживаемых печью. В качестве механизированных печей применяются методические и полуметодические печи с толкателем, карусельные и конвейерные печи.
Методические и полуметодические печи используются для нагрева сравнительно толстых и длинных заготовок квадратного и прямоугольного сечения. Проталкивание заготовок по поду печи производится толкателем. Для того чтобы обеспечить высокую производительность печи и равномерный нагрев заготовок по сечению, производится двусторонний нагрев металла, при этом заготовки по поду печи продвигаются по водоохладительным глиссажным трубам. Для сокращения расхода топлива, которое затрачивается на нагрев воды в глиссажных трубах, эти трубы покрываются (изолируются) специальной огнеупорной обмазкой.
Производительность методических и полуметодических печей с односторонним нагревом, когда заготовка проталкивается по охлажденным трубам или стеллажам, заделанным в поде печи, меньше. Если напряженность активного пода методических печей с двусторонним нагревом достигает 500—600 кг/м2час и даже 900—950 кг/м2час, то напряженность активного пода методических печей с односторонним нагревом обычно составляет 300— 350 кг/м2час.
Для нагрева фасонных заготовок круглого сечения и коротких заготовок, которые нелшя проталкивать в печи толкателем, применяются карусельные печи. Карусельные печи имеют следующие основные преимущества перед методическими печами с толкателем: 1) занимают на 20—30% меньше производственной площади, чем методические печи; 2) дают возможность нагревать заготовки любой формы. Особенно выгодно нагревать в карусельных печах короткие заготовки, которые можно ставить на под печи торцом, в этом случае они со всех сторон омываются горячими газами, следовательно, нагреваются быстрее, чем при одностороннем нагреве.
Для нагревания концов прутков, например, перед высадкой на горизонтально-ковочной машине, применяются щелевые камерные печи или механизированные конвейерные печи, у которых цепь конвейера проходит не в рабочем пространстве, а сбоку печи.
В настоящее время получает все более широкое распространение электронагрев заготовки перед штамповкой, о чем было уже рассказано выше.
Большой вред при штамповке наносит окалина, так как она выводит из строя штампы, заштамповывается в металл и т. д.; поэтому перед штамповкой необходимо удалять окалину с поверхности заготовок. Существует много способов удаления окалины: обдувка воздухом или паром, очистка скребками и гидравлический способ.
Сущность гидравлического удаления окалины заключается в следующем. Нагретую заготовку с окалиной помещают на некоторое время в камеру, и на поверхность заготовки через сопла подают воду высокого давления (120—150 атм), которая и удаляет окалину. Так как заготовка находится в камере незначительное время (1—0,5 сек.), то от воды она не успевает охлаждаться.

Марка стали	Температура, °С	Рекомендуемый интервал ковки, в °С
начала ковки	Конца ковки
не выше	не ниже
20, 25, 30, 35				1250-750
АО, 45, 50				1220-800
55, 60				1190-800
65, 70				1180-800
15Г, 20Г, ЗОГ				1230-800
40Г, 50Г, 60Г, 65Г				1180-800
10Г2, 30Г2, 35Г2				1200-800
40Г2, 45Г2, 50Г2				1180-830
15Х, 20Х, ЗОХ, 15ХА, 20ХА, ЗОХА				1200-800
35Х, 38ХА, 40ХА				1180-820
45Х, 50Х, 45ХА, 50ХА				1180-830
25Н, ЗОН, 25НА, ЗОНА				1220-800
12ХН2, 12ХНЗ, 12ХН2А, 12ХНЗА				1180-800
30ХГС, 35ХГС, ЗОХГСА, 35ХГСА				1140-830
4Х14Н14В2М				1140-900
ШХ15				1120-850
ШХ15СГ				1150-800
У7, У8, У10				—
VII, У12, У13				—
7X3, 9X3, 9Х				—
Р9, Р18, ЭИ347				—

Химический состав сталей влияет на их ковкость. Углеродистые стали в области температур выше линии GSE обладают хорошей пластичностью и небольшим сопротивлением деформации, но с повышением содержания углерода прочность стали растет, а пластичность снижается. В сталях, нагретых выше верхней критической точки АСз, наблюдается рост зерна аустенита.

Чем дольше нагревается сталь и чем выше температура нагрева, тем крупнее становится зерно.

Во время ковки крупные зерна измельчаются (дробятся), но в зависимости от того, при какой температуре закончена ковка, структура стали может быть крупнозернистой или мелкозернистой, а сама сталь будет иметь соответственно низкие или высокие механические свойства. Если ковка закончена при высокой температуре, раздробленные зерна, соединяясь смеете, укрупняются. Этот процесс роста (увеличения размеров) раздробленных ковкой зерен называется рекристаллизацией стали.

Дата добавления: 2015-08-17