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銅的鍛造缺陷分析及對策,Allrightsreserved,討論內容,PartI:銅合金成分及其性質PartII:鍛造加工PartIII:常見缺陷及其對策,銅合金成分及其性質,銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。紫銅,純銅;優(yōu)良的導電性導熱性延展性和耐蝕性。黃銅,以鋅作主要添加元素;具有良好的冷加工性能,切削性能青銅,除黃銅白銅以外的銅合金;鑄造性能減摩性能好和機械性能好白銅,以鎳為主要添加元素的銅合金;機械性能和耐蝕性好色澤美觀,黃銅,PBh59-1鉛黃銅,化學成份:Cu:7.060.0;Zn:余量;Pb:0.81.9;P:0.02;Al:0.2;Fe:0.5;Sb:0.01Bi:0.003注:1.0(雜質)力學性能:抗拉強度b(MPa):420;伸長率():12,金屬的鍛造加工,1.根據金屬變形時的溫度,鍛造可分為:熱鍛冷鍛2.根據受力的來源,鍛造可分為:手工鍛造機器鍛造,(一)手工鍛造是用手鍛工具依靠人力在鐵砧上進行的。(二)機器鍛造在各種設備上進行。1)自由鍛造。把加熱好的金屬毛坯房在自由鍛造設備的平砧上或簡單的工具之間進行鍛造。2)模鍛。把加熱好的金屬毛坯放在固定于模鍛設備上的模具內進行鍛造。由型腔限制金屬的變形,從而獲得與型腔形狀一致的鍛件。3)胎膜鍛。自由鍛向模鍛過度的鍛造變形方法。它把加熱好的金屬毛坯用自由鍛方法預鍛成近似鍛件的形狀,然后在自由鍛設備上用胎膜終鍛成形。4)特種鍛造是一種新工藝。即在專用設備上或在特殊模具內使金屬毛坯成形的一種特殊鍛造工藝。如精密模鍛、熱擠壓。,鍛造生產的優(yōu)點,鍛造生產與其他加工方法相比,有以下優(yōu)點:1)鍛造能改善金屬的組織,提高金屬的力學性能和物理性能。2)節(jié)約金屬材料和切削加工工時。3)具有較高的勞動生產率。4)鍛造有很大的靈活性。,銅合金的鍛造特點,多數銅合金在室溫和高溫下具有良好的塑性。大多數銅合金在室溫和高溫下塑性很好,可以順利地進行鍛造,而且對應力狀態(tài)和變形速度均不敏感,即使在高速變形或具有拉應力存在的條件下變形仍具有足夠的塑性。但是少數銅合金,如HPb59-1,塑性較低,對拉應力狀態(tài)較敏感。含鉛較高的鉛黃銅對變形速度很敏感,在靜拉伸和動拉伸二種變形條件下的塑性有明顯不同,這類銅合金適合在壓力機上進行鍛造。,2.存在中溫脆性區(qū)銅合金存在中溫度脆性區(qū)。合金在中溫脆性區(qū),塑性顯著減低,很容易斷裂。由于中溫脆性區(qū)的存在,很多銅合金的雙相區(qū)的塑性比單相區(qū)的塑性高。因此鍛造變形主要在雙相區(qū)的溫度范圍進行。,3.鍛造溫度范圍窄銅合金的鍛造溫度范圍比碳鋼窄。所有銅合金的鍛造溫度范圍都不超過100200,其中鉛黃銅HPb59-1合金的鍛造溫度范圍尚不足100.。當加熱溫度超過轉變溫度(700)時,晶粒急劇長大,使塑性降低,當變形溫度低于650時,變形抗力迅速增大,并可能進入中溫脆性區(qū)。,4.導熱性好銅合金具有很高的導熱性,因此銅合金在鍛造時應采取必要的工藝措施,以盡量減少金屬的熱量散失。,5.某些銅合金的熱效應現象較顯著一些銅合金,錫磷青銅和錳青銅,鍛造是熱效應現象較顯著。若變形速度過快,則由于熱效應的作用,容易產生過熱,甚至過燒。含鉛量較高(超過2.5%)的鉛黃銅模鍛件,在變形程度較大的部位極易開裂。其原因也就是由于變形程度較大的部位熱效應顯著,使合金的溫度升高,引起合金中低熔點雜質的熔化,破環(huán)了晶間的聯系。另外,銅合金鍛造時的外摩擦系數較大,所以流動性較差,模鍛成形時有一定難度。,常見的缺陷及解決辦法,1.過熱、過燒銅合金加熱超過始鍛溫度時要產生過熱,黃銅和黃銅的過熱傾向較大。這類黃銅,如加熱溫度超過轉變溫度,晶粒會劇烈長大,鍛造時坯料形成桔皮表面,甚至開裂。為避免過熱,這類銅合金的加熱溫度不宜超過轉變溫度,即在兩相區(qū)鍛造為宜。鉛黃銅的含銅量變動范圍較大(57%60%),實際含銅量對其轉變溫度影響很大,因此,確定這種鉛黃銅的轉變溫度時要考慮銅含量的影響。,根據實驗,HPb59-1加熱溫度控制在710730。銅合金過燒時,模鍛件表面粗糙,無金屬光澤,邊緣處開裂;自由鍛時開裂嚴重。為防止過熱、過燒,應嚴格控制加熱溫度和時間。在油爐和煤爐中加熱時,更應準確控制爐溫以保證加熱質量。,2.鍛造裂紋銅合金鍛裂原因主要有以下幾個方面:a.坯料內部或表面有缺陷b.鍛造溫度不合適,塑性低。c.變形程度過大或拉應力過大。銅錠表面質量差,內部也常常有教嚴重的偏析,鍛造時常易開裂。因此,需均勻退火,鍛前要車皮。鍛造溫度對合金的塑性影響很大。加熱溫度過高,易產生過熱、過燒,引起鍛裂或粗晶。鍛造溫度過低,有些銅合金由于在結晶不充分,塑性降低,也常常產生裂紋。有些銅合金鍛件由于變形程度過大(熱效應顯著)或局部地方應力集中,也會產生鍛裂。,3.切邊撕裂銅合金鍛件在胎膜鍛和模鍛后,如立即進行切邊,將會有撕裂現象,所以冷卻再在切邊。4.折疊銅合金變形,表面容易起皺。因此較易產生折疊。,5.晶粒粗大銅合金晶粒粗大的原因:A.坯料過熱B.終鍛溫度過高C.鍛造時的變形程度處于臨界變形程度范圍(10%15%)內。為避免上述現象,應當注意以下幾點:1)鍛造時變形程度應大于10%15%;2)為保證是一的終鍛溫度,應選擇合適的始鍛溫度。3)加熱溫度應低于的轉變溫度。,6.應力腐蝕開裂如果銅合金鍛件內存在參與應力,則在潮濕大氣中,特別是在含氨鹽的大氣中會引起應力腐蝕開裂。對策:(1)鍛造時,應使鍛件上各處的變形量和變形溫度比較均勻,如鍛造長軸類鍛件時,應將工件經常調頭變形,使各部分變形溫度相近,減少

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