铜及铜合金零件的毛坯压力加工
铜及铜合金零件的毛坯压力加工
通过对铜及铜合金锻件产品缺点的研讨，找到了工艺及材料的改进明，该技巧可行,能够满足产品及格率进步的要求，并能进步产品德量。
铜是具有面心立方晶格的金属，没有同素异形改变，因此它在室平和高温下都具有高的塑性，可以进行冷热压力加工。在锻造生产中，铜质零件品种很多，有纯铜及铜合金(普通黄铜和硅黄铜等)，有自由锻件和模锻件，有外形简略或外形很庞杂的。在长期的实际生产中，存在着很多不同的质量问题，曾因锻造裂纹导致工件报废的案例不少。通过重复实验和锻造，对锻造工艺的改良，对原材料的成分分析，对原资料的金相分析，基础解决了这些质量问题。下面就铜及铜合金的锻造研讨谈一谈心得领会。
一、纯铜的锻造
在过往的纯铜锻造生产中，曾因铸造裂纹导致大批工件报废。
1．原始情形
工件是材质为T2的圆环类自由锻件，有300多种，外径400～<2265mm>，内径300～<2100mm>，厚度20～<125mm>。工艺采用铜锭锻拔长条后，弯圈焊接成形。应用装备为燃油加热炉、7．5kN空气锤和圆弯机。锻造温度为650～<900℃>，实际锻造温度凭经验断定。
2．质量情形
铜锭在7．5kN锤上拔长时，锻3～5锤时，坯料表面开裂，纵向、横向裂纹都有，但多数为横裂，我们采取这一工艺方式，这些年已多次产生相似质量问题。
3。质量剖析
(1)化学成分分析锻件因裂纹报废共10余t，每批次都取样检测了化学成分，共取样11次。化学成分(质量分数)中Pb的平均含量chao标O．<02l>％、Bi的均匀含量chao标0．0128％、sb的均匀含量chao标0．0007％，杂质含量均严重chao标。
(2)金相分析①少量非金属搀杂物疏散散布，颗粒渺小。②金相组织为a一晶粒，大小不均匀，其均匀直径d=O．<1mm>，晶粒度相当于11～12级。
(3)铜锭剥皮后锻造发明仍有裂纹呈现。
(4)剖析与结论①导电环在锻造时发生裂纹的重要原因是杂质元素(Bi、Ph、sb等)chao标。Bi、Pb、sb等含量大大chao过尺度，这对铜的导电性和塑性都有影响，尤其是过量的Ph和Bi在铜中的溶解度很小，它们与铜形成cu—P11和Cu—Bi低熔点的共晶体(熔点相应为<327℃>和<270℃>)，呈网状散布于固溶体的晶界上，减弱了晶粒之问的接洽，导致塑性骤然下降而开裂。②次要原因是始锻温度把持不严和变形量过大。由于铸造温度是靠操作者凭经验看金属色彩来断定，实际锻造温度很难把握。始锻温渡过高时，低熔点共晶体融化使铜质锻件易于开裂，造成“热脆性”③在始锻时，变形量大，由于热效应，温度的增高也可使低熔点共晶体融化，损坏晶粒间的联合，导致开裂。
4。改良办法
(1)铜锭改为圆铜棒，增强原材料检讨，材料的化学元素必需符合CB5231—<200l>的规定。
(2)锻造温度断定为650～<850℃>，锻造温度的丈量应用远红外线测温仪。
(3)采用电炉加热。
(4)始锻时，变形水平把持在10％～15％。
(5)锤击应轻快，翻转自如以免热量散失。
5．后果
改进工艺及材料后的锻造生产中，基础打消了锻造裂纹，质量显明提高，合格率达95％以上。
二、铜合金的锻造
1．黄铜的锻造
普通黄铜的塑性很高，变形抗力也小。黄铜在20～200°C和650～900℃的温度下，都有很高的塑性，但是在250～650°C的温度之间，其塑性降落，对锻压成形不利。依据黄铜的这一特征，对某产品中的某零件(资料H62)的锻造编制了特别的工艺，进行了一些实验，收集了一些数据。现论述如下：
(1)原始情形该零件资料为H62黄铜，其力学性能请求σb=580MPa。而零件应用的原材料H62R的力学性能σb为330MPa左右，一般锻造后，锻件的力学性能σb为400MPa左右，达不到设计要求。为此，我们采用了冷锻强化变形工艺来增大力学性能，到达图样要求。
(2)工艺剖析H62是α+β黄铜，在250～650℃之间，塑性很低，锻压时轻易开裂。当温度高于800℃时，锻件的晶粒很粗大，而晶粒长大后不能象碳素钢那样通过热处置再加以细化，因此晶粒粗大将使产品性能降落。
(3)工艺计划为了防止工件锻裂，避免形成粗大的晶粒，保证工件的力学性能，工艺采取高温区(700～800°C)毛坯锻造成形，变形量>15％；低温区(200℃以下)冷锻强化变形。先进行试锻生产，落后行产品生产。
(4)计划实行①备料：制备试样5件，除试样1的尺寸为(ψ25 mm×75mm外，其余试样尺寸均为ψ55，nm×50mm。②锻造温度：热锻温度为700～800℃；冷锻温度为100～200℃。③锻造工艺：试样1采用热锻成形后空冷，不进行冷锻；试样2采用径向拔长，热锻成形后空冷到150℃时进行冷锻成形；试样3采用轴向拔长，热锻成形后空冷到150°时进行冷锻成形；试样4采用轴向拔长，热锻成形后空冷到200℃时进行冷锻成形；试样5采用径向拔长，热锻成形后空冷到200℃时进行冷锻成形，不节制终锻温度。④实际生产进程：按工艺请求进行。⑤锻造成果：试样l～4均符合工艺要求，试样5冷锻到80℃时开裂。⑥变形水平：试样1～5的冷锻强化变形水平分离为0、20％、33％、28％和40％。⑦力学性能：试样l～5的抗拉强度σb值分辨为425MPa、535MPa、580MPa、560MPa 和0 (开裂未做)。
(5)试样成果分析依据试样情况，初步的定性分析如下：①冷锻可以强化力学性能，其抗拉强度随变形程度的增添而增大。②热锻时，加热温度≤820℃，始锻温度≤800℃，终锻温度≥600°C。③冷锻时，一次变形量不能大；冷锻始锻温度≤200℃；终锻温度>80℃。
(6)工件的锻造生产依据试锻成果进行了工件的锻造，工件质量满足设计请求。
2。硅黄铜的锻造
硅黄铜是Zui难锻造的铜合金。硅黄铜除了具有铜合金的特征外，其耐磨性很好，但塑性较其他黄铜低，锻造温度范畴很窄，只有100℃，且导热性很好，锻造时热量散失很快，及格率很低。Zui初锻造时，合格率只有5％左右。经过实际锻造的察看、重复的工艺分析和研讨，以及不断的改进和长期的锻造实践，产品的合格率到达了85％～90％。
改良后的工艺如下：
(1)严厉把持好铸造温度，特殊是终锻温度。采取远红外线测温仪丈量温度。
(2)电炉加热，要有足够的保温时光，使坯料内外温度均匀。
(3)锻前要预热锤砧、工模具、夹钳和冲头等。
(4)锻造时不能有“过堂风”，不能吹电风扇。
(5)节制变形程度，锤击应轻快，坯料要勤翻转。
三、结语
本文先容了铜及铜合金实际生产情况，论述了铜质锻件质量进步的进程及领会点滴。将这些经验应用于锻造生产中，不但提高了锻件产品及格率及锻件产品的力学性能，而且产品德量稳固可靠。
通过对铜及铜合金锻件产品缺点的研讨，找到了工艺及材料的改进明，该技巧可行,能够满足产品及格率进步的要求，并能进步产品德量。
铜是具有面心立方晶格的金属，没有同素异形改变，因此它在室平和高温下都具有高的塑性，可以进行冷热压力加工。在锻造生产中，铜质零件品种很多，有纯铜及铜合金(普通黄铜和硅黄铜等)，有自由锻件和模锻件，有外形简略或外形很庞杂的。在长期的实际生产中，存在着很多不同的质量问题，曾因锻造裂纹导致工件报废的案例不少。通过重复实验和锻造，对锻造工艺的改良，对原材料的成分分析，对原资料的金相分析，基础解决了这些质量问题。下面就铜及铜合金的锻造研讨谈一谈心得领会。
一、纯铜的锻造
在过往的纯铜锻造生产中，曾因铸造裂纹导致大批工件报废。
1．原始情形
工件是材质为T2的圆环类自由锻件，有300多种，外径400～<2265mm>，内径300～<2100mm>，厚度20～<125mm>。工艺采用铜锭锻拔长条后，弯圈焊接成形。应用装备为燃油加热炉、7．5kN空气锤和圆弯机。锻造温度为650～<900℃>，实际锻造温度凭经验断定。
2．质量情形
铜锭在7．5kN锤上拔长时，锻3～5锤时，坯料表面开裂，纵向、横向裂纹都有，但多数为横裂，我们采取这一工艺方式，这些年已多次产生相似质量问题。
3。质量剖析
(1)化学成分分析锻件因裂纹报废共10余t，每批次都取样检测了化学成分，共取样11次。化学成分(质量分数)中Pb的平均含量chao标O．<02l>％、Bi的均匀含量chao标0．0128％、sb的均匀含量chao标0．0007％，杂质含量均严重chao标。
(2)金相分析①少量非金属搀杂物疏散散布，颗粒渺小。②金相组织为a一晶粒，大小不均匀，其均匀直径d=O．<1mm>，晶粒度相当于11～12级。
(3)铜锭剥皮后锻造发明仍有裂纹呈现。
(4)剖析与结论①导电环在锻造时发生裂纹的重要原因是杂质元素(Bi、Ph、sb等)chao标。Bi、Pb、sb等含量大大chao过尺度，这对铜的导电性和塑性都有影响，尤其是过量的Ph和Bi在铜中的溶解度很小，它们与铜形成cu—P11和Cu—Bi低熔点的共晶体(熔点相应为<327℃>和<270℃>)，呈网状散布于固溶体的晶界上，减弱了晶粒之问的接洽，导致塑性骤然下降而开裂。②次要原因是始锻温度把持不严和变形量过大。由于铸造温度是靠操作者凭经验看金属色彩来断定，实际锻造温度很难把握。始锻温渡过高时，低熔点共晶体融化使铜质锻件易于开裂，造成“热脆性”③在始锻时，变形量大，由于热效应，温度的增高也可使低熔点共晶体融化，损坏晶粒间的联合，导致开裂。
4。改良办法
(1)铜锭改为圆铜棒，增强原材料检讨，材料的化学元素必需符合CB5231—<200l>的规定。
(2)锻造温度断定为650～<850℃>，锻造温度的丈量应用远红外线测温仪。
(3)采用电炉加热。
(4)始锻时，变形水平把持在10％～15％。
(5)锤击应轻快，翻转自如以免热量散失。
5．后果
改进工艺及材料后的锻造生产中，基础打消了锻造裂纹，质量显明提高，合格率达95％以上。
二、铜合金的锻造
1．黄铜的锻造
普通黄铜的塑性很高，变形抗力也小。黄铜在20～200°C和650～900℃的温度下，都有很高的塑性，但是在250～650°C的温度之间，其塑性降落，对锻压成形不利。依据黄铜的这一特征，对某产品中的某零件(资料H62)的锻造编制了特别的工艺，进行了一些实验，收集了一些数据。现论述如下：
(1)原始情形该零件资料为H62黄铜，其力学性能请求σb=580MPa。而零件应用的原材料H62R的力学性能σb为330MPa左右，一般锻造后，锻件的力学性能σb为400MPa左右，达不到设计要求。为此，我们采用了冷锻强化变形工艺来增大力学性能，到达图样要求。
(2)工艺剖析H62是α+β黄铜，在250～650℃之间，塑性很低，锻压时轻易开裂。当温度高于800℃时，锻件的晶粒很粗大，而晶粒长大后不能象碳素钢那样通过热处置再加以细化，因此晶粒粗大将使产品性能降落。
(3)工艺计划为了防止工件锻裂，避免形成粗大的晶粒，保证工件的力学性能，工艺采取高温区(700～800°C)毛坯锻造成形，变形量>15％；低温区(200℃以下)冷锻强化变形。先进行试锻生产，落后行产品生产。
(4)计划实行①备料：制备试样5件，除试样1的尺寸为(ψ25 mm×75mm外，其余试样尺寸均为ψ55，nm×50mm。②锻造温度：热锻温度为700～800℃；冷锻温度为100～200℃。③锻造工艺：试样1采用热锻成形后空冷，不进行冷锻；试样2采用径向拔长，热锻成形后空冷到150℃时进行冷锻成形；试样3采用轴向拔长，热锻成形后空冷到150°时进行冷锻成形；试样4采用轴向拔长，热锻成形后空冷到200℃时进行冷锻成形；试样5采用径向拔长，热锻成形后空冷到200℃时进行冷锻成形，不节制终锻温度。④实际生产进程：按工艺请求进行。⑤锻造成果：试样l～4均符合工艺要求，试样5冷锻到80℃时开裂。⑥变形水平：试样1～5的冷锻强化变形水平分离为0、20％、33％、28％和40％。⑦力学性能：试样l～5的抗拉强度σb值分辨为425MPa、535MPa、580MPa、560MPa 和0 (开裂未做)。
(5)试样成果分析依据试样情况，初步的定性分析如下：①冷锻可以强化力学性能，其抗拉强度随变形程度的增添而增大。②热锻时，加热温度≤820℃，始锻温度≤800℃，终锻温度≥600°C。③冷锻时，一次变形量不能大；冷锻始锻温度≤200℃；终锻温度>80℃。
(6)工件的锻造生产依据试锻成果进行了工件的锻造，工件质量满足设计请求。
2。硅黄铜的锻造
硅黄铜是Zui难锻造的铜合金。硅黄铜除了具有铜合金的特征外，其耐磨性很好，但塑性较其他黄铜低，锻造温度范畴很窄，只有100℃，且导热性很好，锻造时热量散失很快，及格率很低。Zui初锻造时，合格率只有5％左右。经过实际锻造的察看、重复的工艺分析和研讨，以及不断的改进和长期的锻造实践，产品的合格率到达了85％～90％。
改良后的工艺如下：
(1)严厉把持好铸造温度，特殊是终锻温度。采取远红外线测温仪丈量温度。
(2)电炉加热，要有足够的保温时光，使坯料内外温度均匀。
(3)锻前要预热锤砧、工模具、夹钳和冲头等。
(4)锻造时不能有“过堂风”，不能吹电风扇。
(5)节制变形程度，锤击应轻快，坯料要勤翻转。
三、结语
本文先容了铜及铜合金实际生产情况，论述了铜质锻件质量进步的进程及领会点滴。将这些经验应用于锻造生产中，不但提高了锻件产品及格率及锻件产品的力学性能，而且产品德量稳固可靠。
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