鍛造加熱過程中氧化的產(chǎn)生、危害、減少和處理

　鍛造材料在加熱過程中，可能會產(chǎn)生的缺陷有氧化、脫碳、過熱、過燒、開裂等。其中，氧化是很難避免的。

　　氧化皮 · 產(chǎn)生

　　燃燒過程中，氧化性氣體(如O2、CO2、H2O、SO2等)與鐵元素結(jié)合，從內(nèi)到外形成Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eO等組成的氧化層，即氧化皮。氧化皮的多少，取決于鋼種、爐型和加熱氣氛等。

　　氧化皮 · 危害

　　? 材料的損耗和浪費(fèi);

　　? 影響鍛件的表面質(zhì)量;

　　? 加劇工具/模具的磨損，降低工具/模具的壽命;

　　? 腐蝕加熱爐爐底，降低加熱爐壽命。

　　氧化皮 · 產(chǎn)生原因

　　? 爐內(nèi)氣體。火焰加熱爐中一般有三種類型的氣體，即氧化性氣體(如O2、CO2、H2O、SO2等)、還原性氣體(CO、H2等)和中性氣體(N2)。當(dāng)爐內(nèi)氣體過多時(shí)，火焰燃燒充分，爐氣性質(zhì)顯現(xiàn)為氧化性，容易形成較厚的氧化皮;當(dāng)爐內(nèi)供氣不足時(shí)，火焰燃燒不充分，爐氣性質(zhì)顯現(xiàn)為還原性，形成的氧化皮很薄，但不容易去除;

　　? 加熱溫度。鋼坯溫度越高，氧化越劇烈，氧化皮越厚。溫度低于600度時(shí)，氧化速度較慢，溫度大于900度后，開始劇烈氧化;

　　? 加熱時(shí)間。鋼坯加熱時(shí)間越長，氧化越劇烈，氧化皮越厚;

　　? 材質(zhì)。鋼料中，含碳量越高，形成的氧化皮越少，這是因?yàn)殇撗趸^程中形成了還原性氣體CO，削弱了氧化性氣體的作用;鋼中的合金元素(如Cr、Ni、Al、Mo等)在加熱過程中，可以形成致密的氧化薄膜，阻止氧化的進(jìn)一步進(jìn)行，減少氧化。

　　氧化皮 · 防止和降低

　　? 原材料加熱前，確保其未脫碳氧化;

　　? 保證坯料質(zhì)量前提下，盡量縮短加熱時(shí)間，特別是高溫階段的加熱時(shí)間量;

　　? 保證完全燃燒的前提下，盡量減少爐內(nèi)氣體或水分;

　　? 防止?fàn)t外空氣進(jìn)入爐內(nèi)。如爐子密封要嚴(yán)，保證爐內(nèi)相對不大的正壓力等;

　　? 坯料采用少裝、勤裝和適時(shí)出爐的方式;

　　? 使用抗氧化介質(zhì)/涂層;

　　? 采用電加熱、少氧化/無氧化加熱，尤其是精密模鍛、高合金和有色金屬的鍛造。

　　氧化皮 · 鍛前清除

　　? 冷水浸泡。毛坯出爐后可以先在冷水中浸2-3秒，使氧化皮遇冷收縮，破裂或變脆，脫落;

　　? 高壓水清理。氧化皮遇冷收縮，破裂或變脆，被高壓水沖走，適用于截面尺寸較大(50～150mm)的熱毛坯;

　　? 用鋼絲刷、刮板、刮輪等工具清除;

　　? 氧化皮去皮機(jī)/刮皮器;

　　? 在錘上或壓力機(jī)上進(jìn)行模鍛時(shí)，可增加制坯工序，先將毛坯墩粗一次，用壓縮空氣吹除毛坯的一部分氧化皮。

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