通常稱燒損量在0.5%以下的鍛造加熱為少氧化加熱,燒損量在0.1%以下的加熱稱為無氧化加熱。少無氧化加熱除可減少金屬氧化、脫碳外,還可顯著提高鍛件表面質(zhì)量和尺寸精度,減少模具磨損等。少無氧化加熱技術(shù)是實現(xiàn)精密鍛造必不可少的配套技術(shù),目前,該項技 術(shù)在國內(nèi)還有待進行大量的研究工作。
實現(xiàn)少無氧化加熱的方法很多,常用和發(fā)展較快的方法有快速加熱、介質(zhì)保護加熱和少無氧化火焰加熱等。
—、快速加熱
鍛件在鍛造加熱工序中,快速加熱包括火焰爐中的輻射快速加熱和對流快速加熱、感應(yīng)電加熱和接觸電加熱等。快速加熱的理論依據(jù)是,采用技術(shù)上可能的加熱速度加熱金屬坯料時,坯料內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力、留存的殘余應(yīng)力和組織應(yīng)力疊加的結(jié)果,不足以引起坯料產(chǎn)生裂紋。小規(guī)格的碳素鋼鋼錠和一般簡單形狀的模鍛用毛坯,均可采用這種方法。由于上述方法加熱速度很快,加熱時間很 短,坯料表面形成的氧化層很薄,因此可以實現(xiàn)少氧化的目的。
感應(yīng)加熱時,鋼材的燒損量約為0.5%。為了達到無氧化加熱的要求,可在感應(yīng)加熱爐內(nèi)通人保護氣體。保護氣體有惰性氣體,如氮、氬、氦等,還有還原性氣體,如CO和H2的混合氣,它是用保護氣體發(fā)生裝置專門制備的。
由于快速加熱大大縮短了加熱時間,在減少氧化的同時,還可明顯降低脫碳程度,這點不同于少無氧化火焰加熱,是快速加熱的最大優(yōu)點之一。
二、介質(zhì)保護加熱
用保護介質(zhì)把金屬坯料表面與氧化性爐氣機械隔開進行加熱,便可避免氧化,實現(xiàn)少無氧化加熱。
1、氣體介質(zhì)保護加熱
鍛件在鍛造加熱工序中,常用的氣體保護介質(zhì)有惰性氣體、不完全燃燒的煤氣、天然氣、石油液化氣或分解氨等。可向電阻爐內(nèi)通人保護氣體,且使爐內(nèi)呈正壓,防止外界空氣進人爐內(nèi),坯料便能實現(xiàn)少無氧化加熱。通常是由炭化硅、剛玉等材料制成的。加熱時高溫爐氣在馬弗管外燃燒,而坯料在馬弗管內(nèi)與氧化性爐氣 隔開.通過高溫馬弗管輻射傳熱間接加熱。同時馬弗管口又不斷通人保持氣體,從而實現(xiàn)了少 無氧化加熱。這種方法多用于小鍛件加熱,不足的是,坯料出爐后,表面還會產(chǎn)生二次氧化。

2、液體介質(zhì)保護加熱
鍛件在鍛造加熱工序中,常見的液體保護介質(zhì)有熔融玻璃、熔融鹽等。第二章第一節(jié)中介紹的鹽浴爐加熱便是液 體介質(zhì)保護加熱的一種。
圖2-24所示為推桿式半連續(xù)玻璃浴爐。爐中加熱段凹形爐底內(nèi)熔有高溫玻璃液,鍛造坯料連續(xù)推過玻璃液后便被加熱,由于玻璃液的保護,加熱過程中坯料不會氧化,并且,坯料推出玻璃液后,在表面附著一薄層玻璃膜,它不但能防止坯料產(chǎn)生二次氧化,還可在鍛造時起潤滑作用。這種方法加熱快而均勻,防止氧化和脫碳效果好,且操作方便,是一種有前途的少無氧化 加熱方法。

3、固體介質(zhì)保護加熱(涂層保護加熱)
將特制的涂料涂在坯料表面,加熱時涂料熔化,形成一層致密不透氣的涂料薄膜.且牢固地黏結(jié)在坯料表面,把坯料和氧化性爐氣隔離,從而防止氧化。坯料出爐后,涂層可防止二次氧化,并有絕熱作用,可防止坯料表面溫降,在鍛造時可起到潤滑劑的作用。
保護涂層按其構(gòu)成不同分為玻璃涂層、玻璃陶瓷涂層、玻璃金屬涂層、金屬涂層、復(fù)合涂層等。目前應(yīng)用最廣的是玻璃涂層。
玻璃涂料是由一定成分的玻璃粉,加上少量穩(wěn)定劑、黏結(jié)劑和水配成的懸浮液。使用前應(yīng) 先將坯料表面通過噴砂等處理方法清理干凈,以便使涂料和坯料表面結(jié)合牢固。涂料的涂敷方法有浸涂、刷涂、噴槍噴涂和靜電噴涂。涂層要求均勻.厚度適當.一般為0. 15~0.25 mm, 過厚涂層容易剝落,太薄不起保護作用。涂后先在空氣中自然干燥,再放入低溫烘干爐內(nèi)進行烘干。也可在涂敷前預(yù)先將坯料預(yù)熱到120°C左右,這樣濕粉涂上去后立即干固,能很好地黏 附在毛坯表面。涂層干燥后即可進行鍛前加熱。
為了使玻璃保護涂層產(chǎn)生良好的保護及潤滑作用.要求涂層應(yīng)有適當?shù)娜埸c、黏度和化學(xué)穩(wěn)定性。而玻璃的各種成分配比不同時,上述的物理、化學(xué)性能也就不同。因此使用時要根據(jù)金屬材料的種類和鍛造溫度的高低。選擇適當?shù)牟AС煞帧?/p>
玻璃涂層保護加熱方法,目前在我國的鈦合金、不銹鋼和高溫合金航空鍛件生產(chǎn)中得到了較廣泛的應(yīng)用。




