其他金属材料成型技术 锻件表面清理 锻件表面清理.doc

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 其他金属材料成型技术课程 模锻件的表面清理 主讲教师：张宠元 其他金属材料成型技术课程 PAGE PAGE 1 一、对模锻作进行表面清理的目的 1.锻造生产过程中，为控制锻件质量，防止表面缺陷扩大到内层；同时也便于检查，发现缺陷和改善锻件的切削加工性能，需要对坯料、半成品和锻件进行清理，以去除氧化皮和其它表面缺陷（如裂纹、折叠等）。 2.去除在锻造生产过程中形成氧化皮和其它表面缺陷（裂纹、 折痕等），提高锻件表面质量，改善锻件的切削加工条件。 3.显露锻件表面缺陷，以便检查锻件表面品质。 4.给冷精压和精密模锻提供具有良好表面质量的精压毛坯。 5.有时，为了提高锻件精度，减少模具磨损、避免氧化皮压入锻件，或防止已有的表面缺陷在模锻时继续扩大，对原材料和中间毛坯也要进行清理。 清除原材料、中间毛坯和锻件上局部表面缺陷的方法有风铲清理（主要用于结构钢大型锻件和毛坯）、砂轮清理（适用于各种类型的坯料和锻件、特别是适用于高合金钢工件合情理要求较高的模锻件）和火焰清理（主要用于碳素钢和低合金钢锭及大锻件）。清理后工件表面的凹槽应是圆滑的，凹槽的宽高比（l/h）应大于5。 二、坯料和锻件的清理方法（如表1） 三、 模锻前清理热坯料氧化皮的方法 有用钢丝刷（钢丝直径0.2~0.3毫米）、刮板、刮轮等工具清除，或用高压水清理。后者是将加热好的坯料，以0.2~0.5m/s速度迅速通过高压水喷射装置，让150~200大气压的高压水从四周向坯料喷射。坯料表层上的氧化皮遇冷急剧收缩而裂开，并很快被高压水冲走。由于坯料受高压水喷射的时间很短（几秒钟），坯料本身尚来不及冷却，温度很少下降。高压水清理适用于断面尺寸较大（50~150mm）的热坯料。这种方法效率高，清理效果好，但需建造高压水水泵站，费用大，一般工厂很少采用。 在锤上模锻时采用制坯工步，可去除一部分热坯料的氧化皮。要注意及时用压缩空气将击落的氧化皮吹掉，以免落入锻模模膛内。大型模锻件在锻模中应先轻击、移开坯料、用压缩空气将击落的氧化皮吹掉，再进行重击模锻。为了使氧化皮容易在变形工序中脱落，热坯料出炉后，可先在冷水中浸沾2~3秒钟，使氧化皮骤冷破裂和变脆。 四、模锻后或热处理后清理锻件上氧化皮的方法 对于模锻后或热处理后锻件上的氧化皮，生产中广泛采用的清理方法有以下几种：滚筒清理、振动清理、喷砂（丸）清理、抛丸清理以及酸洗清理。 1.滚筒清理 锻件在旋转的滚筒（其内可装入一定比例的磨料和添加剂）中，靠相互撞击或研磨，以清理锻件表面的氧化皮和毛刺。这种清理方法设备简单，使用方便，但噪音大，适用于能承受一定撞击而不易变形的中小型锻件。 滚筒清理分为无磨料滚筒清理和有磨料滚筒清理两种，前者不加入磨料，可加入直径为10-30毫米的钢球或三角铁等，主要靠相互碰撞清除氧化皮；后者要加入石英石、废砂轮碎块等磨料和苏打、肥皂水等填加剂，主要靠研磨进行清理。 2.振动清理 振动清理是将锻件混合一定配比的磨料和填加剂，放置在振动光饰机的容器中，靠容器的振动，使锻件与磨料相互研磨，把锻件表面氧化皮和毛刺磨掉。清理后锻件表面粗糙度为Ra=5~20um，多次清理后锻件表面粗糙度为Ra=0.04~0.08um,这种清理方法适用于中小型精密模锻件的清理和抛光。 3.喷砂（丸）清理 喷砂或喷丸都以压缩空气为动力。喷砂的工作压力为（0.2～0.3）MPa，喷丸的工作压力为（0.5～0.6）MPa，将粒度为1.5～2mm的石英砂（对有色金属用0.8~1.0毫米的石英砂）或粒度为0.8～2mm的钢丸，通过喷嘴喷射到锻件上，以打掉氧化皮。这种方法对各种结构形状和重量的锻件都适用。喷砂清理灰尘大、生产率低、费用高，多用于有特殊技术要求和特殊材料如不锈钢、钛合金的锻件。喷丸较干净，但生产率也较低，因此，往往由高生产率的抛丸清理所代替。 4.抛丸清理 抛丸清理是靠高速转动叶轮的离心力，将钢（铁）丸抛射到锻件上去除氧化皮。钢丸用含碳0.5%～0.7%、直径为0.8～2mm的钢丝切断制成，切断长度一般等于钢丝直径，淬火后硬度为60～64RC。对于有色合金锻件，则采用含铁量为5%的铝丸，粒度尺寸为0.8~2毫米。抛丸清理生产率高，比喷砂清理高1～3倍，清理质量也较好，但噪音大，在锻件表面上可能打出印痕。 喷丸和抛丸清理，在击落氧化皮的同时，使工件表面层产生加工强化。对于经淬火或调质处理的锻件，或使用大粒度钢丸时，加工强化程度尤为显著，硬度可提高30%～40%，硬化层厚度可达0.3～0.5mm。喷砂或使用小粒度钢丸，由于砂（丸）