鍛件冷卻規(guī)范的冷卻速度是如何確定的？
金屬坯料加熱到鍛造溫度采用模鍛方法實現(xiàn)精密成形是現(xiàn)代機械零件的重要成形方法之一。鍛造加工精密熱模鍛件生產(chǎn)通常要經(jīng)過下料、加熱、制坯、預(yù)鍛、終鍛、切邊、校正或精整等多道工步。
目前生產(chǎn)的鋼材往往尺寸公差較大，平直度差，表面質(zhì)量不高有時會有微裂紋，由于精鍛后加工量小甚至不加工，這些裂紋和表面缺陷往往會造成鍛件報廢，去坯尺寸公差大會引起下料重量偏差增大，有些時候也會影響鍛件精度。這些都必須予以考慮，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
鍛造工步的確定，確定鍛造加工的工步是建設(shè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵。工藝人員要對鍛造設(shè)備及其特點有清楚的了解，對各種鍛造工藝的優(yōu)缺點和適用范圍也應(yīng)當(dāng)有正確認(rèn)識，進(jìn)行綜合分析比較，兼顧當(dāng)前企業(yè)實際條件，市場情況和技術(shù)發(fā)展趨勢，從而優(yōu)選先進(jìn)實用的方案。
鍛造工步確定后要繪制鍛件圖，設(shè)計每一工步毛坯尺寸和形狀。每一工步毛坯設(shè)計，通常都以一些典型鍛件進(jìn)行類比，然后進(jìn)行簡單的體積計算，再結(jié)合設(shè)計人員的經(jīng)驗判斷確定，對于形狀復(fù)雜工步多的鍛件，變形過程金屬流動情況憑經(jīng)驗并不能準(zhǔn)確判斷，往往還要靠新產(chǎn)品試制時進(jìn)行調(diào)試修改。
為提高生產(chǎn)率、保證工件質(zhì)量和改善勞動條件，鍛造加工生產(chǎn)線常采用鍛造機械手或機器人，在工藝設(shè)計時就必須考慮毛坯的夾持部位和夾持的穩(wěn)定性。為了保證鍛造溫度一致性減少氧化，鍛坯加熱，多選用感應(yīng)加熱。
通常熱鍛件圖是按照冷鍛件圖乘以熱膨脹量計算，但在精鍛件各部分尺寸相差較大時，尺寸小的部位冷卻快，終鍛溫度會比尺寸大的部位有顯著差別，這時設(shè)計熱鍛件圖不同部位可以取不同的熱膨脹系數(shù)。
熱精鍛件的模具，模具是熱精鍛的重要保證條件。我國科技工作者對熱作模具的服役條件、失效特征和規(guī)律作了大量試驗研究工作，從而提出合理選材、減少鋼材消耗、延長模具便用壽命的失效抗力指標(biāo)體系和選材準(zhǔn)則，實現(xiàn)了熱作模具選材從經(jīng)驗走向科學(xué)化、判據(jù)數(shù)值化的飛躍，可作為合理選材、用材的參考。模具設(shè)計和加工過程對縮短生產(chǎn)試制周期、提高鍛件精度有重要作用。
所以通過以上鍛造加工的生產(chǎn)技術(shù)，對于正確選擇和利用設(shè)備、保證鍛件精度和質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)線投資和日常生產(chǎn)成本、節(jié)能節(jié)材、改善生產(chǎn)環(huán)境和勞動條件都有密切關(guān)系，因此無論是利用企業(yè)原有條件進(jìn)行技術(shù)改造，還是新建生產(chǎn)線，都要進(jìn)行詳細(xì)分析比較。
制訂鍛件冷卻規(guī)范的關(guān)鍵是冷卻速度。應(yīng)根據(jù)鍛件材料的化學(xué)成分，組織特點、鍛件的斷面尺寸和鍛造變形情況等因素來確定合適的冷卻速度。一般來說，合金化程度較低，斷面尺寸較小、形狀比較簡單的鍛件，則允許的冷卻速度快，鍛后可以再空氣中冷卻；反之則須緩慢冷卻（灰冷或爐冷）或分階段冷卻。
對于含碳量較高的鋼，為避免鍛后最初冷卻階段巖晶界析出網(wǎng)狀碳化物，這時應(yīng)先空冷或鼓風(fēng)，噴霧快速冷卻至700℃，然后再把鍛件放入灰、砂中或爐內(nèi)緩慢冷卻。
對于沒有相變的鋼，在800-550℃溫度區(qū)間應(yīng)快速冷卻，以避免網(wǎng)狀碳化物析出。對于在空冷中容易產(chǎn)生馬氏體相變的鋼，為避免產(chǎn)生裂紋，鍛后必須緩慢冷卻。對白點敏感的鋼，為了防止冷卻過程中產(chǎn)生白點，應(yīng)按一定冷卻規(guī)范進(jìn)行爐冷。
對于高溫合金，由于其再結(jié)晶速度緩慢，只有在更高的溫度和適當(dāng)?shù)淖冃纬潭认?，再結(jié)晶才能與變形同時完成，因此，常利用鍛后余熱使之緩慢冷卻。對于一些中小型鍛件，常采用堆放空冷方法，鎳基高溫合金，再結(jié)晶溫度更高，再結(jié)晶速度更慢，為了得到具有完全再結(jié)晶組織的鍛件，可將鍛后鍛件及時放入高于合金再結(jié)晶溫度的爐中保溫5-7min，然后取出空冷。在鍛造過程中，如因故障停工須中間冷卻時，也按時間最終冷卻規(guī)范處理。
