缩短锻造毛坯加热时间的途径

　　据悉，有研究对锻造毛坯的加热过程进行了研究，结果得知，加热炉到温后锻件表面到温（简称均温）和中心到温（保温）这两个阶段的时间占总加热时间的比值随加热温度的高低而不同。加热温度低，均温时间占的比值力加热温度高，保温时间占的比值大。显然，在总加热时间中所占比值大的阶段应是研究缩短加热时间的关键。依据传热学原理，缩短加热时间有以下途径∶

　　（1）均匀加热：

　　工件加热，如果环境温度不均匀，表面受热不均、造成加热中心偏形几何中心，即相当于增加截面尺寸，如按1.4D（直径）修正，加热时间即须延长30～50%。所以，均匀加热是缩短加热时间应先考虑的问题，这里，加热炉的工况要保持良好状态，加热炉的各区温度要情心调节，工件的装炉方式要为炉气循环创作条件。

　　（2）选择合理的截面温差：

　　锻造毛坯表面加热到温后，由于受热传导的制约，中心温度达到与表面温度一致，需要相当长的时间。所以，工艺上的加热时间应根据工件中心的实际需要来确定，即允许一定的截面温差。例如锻造加热时，对于一般结构钢，从变形需要。中心无须加热到接近表面温度;当要求锻合中心缺陷时，中心就须加热到够足的高温。通过对国外锻造加热规范剖析可以看到，采用高温宽砧强压工艺时，截面温差在10℃以内，而一般锻造工艺允许截面温差近100℃，加热时间只有前者的60%。热处理时的加热也有同样的问题，合金元素固溶、晶粒细化、组织转变以及回火参数等等，不论是何种目的，都有一个适合的温度范围。因而，研究不同钢种、不同工艺要求的适合温度范围，以确定加热时合理的允许截面温差，可在保持质量的前提下良好地缩短加热时间。

　　（3）适当提高炉温：

　　锻造毛坯加热时，表面温度始终滞后于炉温，炉温升到要求温度后，保持相当一段时间，锻造工件表面才能到温，这段时间的长短和要求的加热温度密切相关。加热温度越低，表面热交换系数越小，时间也就越长。所以，在锻造工件表面到温之前，适当提高炉温，可使表面到温时间大幅度缩短。这种方法对于形状简单的工件特别适用，炉温提高的程度和保持时间可以根据工件尺寸、要求的加热温度和加热速度通过温度场计算确定。

　　（4）加强对流：

　　低温加热，表面热交换以对流换热为主。炉气温度一定时，和锻造毛坯表面接触的炉气流速决定着表面热交换系数，而影响表面到温时间。目前煤气或重油加热炉主要靠燃烧气流造成强迫对流，但在200～400℃低温加热时，烧嘴关小。气流减弱，这不能不大大影响低温区的加热效率。所以，对于低温加热炉，如果改进炉子结构，加强炉气循环，将可提高加热效率，缩短加热的时间。