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缩短锻造毛坯加热时间的途径
- 2021-09-18-

  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。