鍛前加熱的方法及原理和選擇原則

       金屬毛坯在鍛前一般都需要加熱。加熱時(shí),外部熱量的輸入將引起毛坯內(nèi)部能量狀態(tài)的變化,隨著溫度的升高,原子動能增大，離開其平衡位置的可能性也增大,與常溫相比,位錯(cuò)容易運(yùn)動,滑移容易進(jìn)行,變形抗力降低；另外,高溫時(shí)原子的活動能力增大,擴(kuò)散速度加快,容易進(jìn)行回復(fù)和再結(jié)晶,金屬的塑性提高；有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料加熱時(shí),在一定的溫度區(qū)間有相變重結(jié)晶以及相溶解等過程發(fā)生。

       鍛前加熱的目的是：正確地利用金屬加熱過程中的微觀演變規(guī)律,提高金屬的塑性,降低變形抗力,使毛坯容易變形流動,能夠順利實(shí)現(xiàn)成形,同時(shí)獲得良好的鍛后組織和性能。鍛前加熱是整個(gè)鍛造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對提高鍛造生產(chǎn)率,保證鍛件質(zhì)量以及節(jié)約能源消耗等都有直接影響。

       根據(jù)金屬毛坯加熱時(shí)所采用的熱源不同,目前生產(chǎn)中應(yīng)用的加熱方法,有火焰加熱法和電加熱法兩大類。

       1.火焰加熱

       火焰加熱是在火焰加熱爐中燃燒燃料(煤、重油和煤氣等),產(chǎn)生含有大量熱能的高溫氣體(火焰),通過對流、輻射把熱能傳給毛坯表面,再由毛坯表面向中心進(jìn)行熱傳導(dǎo),使整個(gè)毛坯加熱的加熱方法。

       在加熱溫度低于600~700℃時(shí),毛坯加熱主要是靠對流傳熱。所謂對流傳熱,是通過火焰在毛坯四周不斷流動,借助高溫氣體與毛坯表面的熱交換,把熱能傳給毛坯。當(dāng)加熱溫度達(dá)700~800℃以后,毛坯加熱則以輻射傳熱為主。普通鍛造加熱爐在高溫加熱時(shí),輻射傳熱占90%左右,對流傳熱只占約10%。

       火焰加熱方法的優(yōu)點(diǎn)是燃料來源方便；爐子修造容易、費(fèi)用較低；對毛坯的適應(yīng)范圍廣。因此,在模鍛生產(chǎn)中,火焰加熱方法被廣泛應(yīng)用于各種大、中、小型毛坯的加熱。其缺點(diǎn)是勞動條件差、加熱速度慢、加熱質(zhì)量難于控制、熱效率低。

       2.電加熱

       這是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄砑訜崦鞯募訜岱椒?包括電阻爐加熱、感應(yīng)電加熱、接觸電加熱和鹽浴爐加熱等。

       加熱方法的選擇要根據(jù)具體的鍛造要求、當(dāng)?shù)啬茉辞闆r、投資效益、環(huán)境保護(hù)等多種因素確定。一般大鍛件經(jīng)常以火焰加熱為主；中、小型鍛件可以選擇火焰加熱和電加熱；精密模鍛可以選擇感應(yīng)電加熱或其它無氧化加熱方法。

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