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减短锻造毛坯加热时间的方法
- 2022-05-07-

  有报道对锻造毛坯的加热过程进行了研究,结果表明,表面温度(平均温度)和中心温度(保温温度)占总加热时间的比值随加热温度的变化而变化。加热温度低时,平均温度时间与强制加热温度之比高,保温时间之比大。显然,占总加热时间很大比例的阶段应该是缩短加热时间的关键。根据传热原理,缩短加热时间的方法有以下几种:

  (一)均匀加热:

  对于工件加热,如果环境温度不均匀,表面加热不均匀,导致加热中心偏离几何中心,相当于增加了截面尺寸。如果校准到1.4d(直径),加热时间须延增30-50%。因此,均匀加热是缩短加热时间先要考虑的问题。这里,加热炉的工作状态应保持在良好状态,加热炉各区域的温度应情绪调节,工件的上料方式应为炉气循环创作条件。

  (二)选择合理的截面温差:

  锻造毛坯加热到一定温度后,由于热传导的限制,中心温度需要相当长的时间才能达到表面温度。因此,工艺中的加热时间应根据工件中心的实际需要来确定,即允许有一定的截面温差。例如,对于一般结构钢,在锻造和加热过程中须防范变形。中心不需要加热到接近表面温度;当需要锻造中心缺陷时,须将中心加热到足够高的温度。根据分析外国加热规范的锻造、截面温差小于10℃高温下,宽砧压过程,而部分接近100℃的温差在锻造过程中,加热时间是只有60%的前者。热处理过程中的加热也是如此。无论目的如何,合金元素的固溶、晶粒细化、组织转变和回火参数都有一个合适的温度范围。因此,研究不同钢牌号和不同工艺要求的适宜温度范围,确定加热过程中合理的允许截面温差,可以在保持质量的前提下很好地缩短加热时间。

  (三)适当提高炉温:

  锻造毛坯在加热过程中,表面温度往往滞后于炉膛温度。当炉温上升到所需温度并保持相当长的时间后,锻件表面能达到所需温度。这个时间的长短与所需的加热温度密切相关。加热温度越低,表面传热系数越小,加热时间越长。因此,在锻件表面达到温度之前适当提高炉温,可以大大缩短表面温度达到时间。这种方法相当适用于形状简单的工件。根据工件尺寸、所需的加热温度和加热速度,通过温度场计算来确定炉温的升高程度和保温时间。

  (四)加强对流:

  低温时,表面换热主要是对流换热。当炉温一定时,炉气与锻件表面接触的流量决定了表面换热系数,影响表面温度到达的时间。目前燃气或重油加热炉主要依靠助燃气流强制对流,但在200~400℃低温加热时,应关闭燃烧器。在低温区,弱气流对加热效率影响不大。因此,对于低温加热炉,如果改进炉体结构,加强炉气循环,便会增进加热效率,缩短锻造毛坯的加热时间。

减短锻造毛坯加热时间的方法