山西永鑫生：锻造锻件时金属的锻前加热

       锻前加热的目的

       在锻造、轧制等热成形过程中，需要将变形金属加热到一定的温度进行成形，获得所需要的形状和尺寸。锻前加热的主要目的是：提高金属的塑性，以利于锻件成形和获得良好的组织和性能；降低变形抗力，以便减少加工设备的能耗及提高锻模的使用寿命。锻造前加热是整个锻造过程中的重要坏节之一。对提高锻件生产率、保证锻件质量及节约能源消耗等都有直接影响。

       锻前加热的方法

       锻造前金属的加热方法，按采用的热源不同，分为火焰加热和电加热两大类。

       1.火焰加热

       火焰加热是利用燃料，如煤、焦炭、敢油、煤气、天然气等，在加热炉内燃烧所产生的热量，使坯料加热到所要求的温度。

       火焰加热时，加热温度低于700℃时，加热主要通过高温气体的对流传热，使毛坯加热。温度高于700℃以后，毛坯加热通过辐射传热为主。

       火焰加热的优点：燃料来源方便，炉子维修及其加热费用低，加热适应性强。加热坯料的尺寸范围较大等。燃料加热方法已广泛应用于各种坯料的加热。

       火焰加热的缺点：劳动条件差，加热速度慢，热效率低，温度与加热质量较难控制等。

       2.电加热

       电加热是利用电能转换为热能来加热坯料，按其传热方式分为电阻加热和感应加热。电加热的优点：升温快：炉温容易控制，氧化、脱碳和污染较少，劳动条件好，便于实现自动化和机械化。不足之处是设备投资较大、炉子结构复杂。

       (1)电阻加热。电阻加热根据电阻发热元件不同分为电阻炉加热、接触电加热、盐浴炉加热等。

       锻造锻件时的电阻炉加热是利用电流通过炉内的电热体产生的热量，加热炉内金属坯料，其原理图如图3-1所示。这种加热方法的加热温度受电热体的使用温度的限制，常用的电热体有金属电热体（镍铬丝、铁铬铝丝等）和非金属电热体（碳化硅棒、二硅化铂棒等），和其他电加热法相比，电阻炉的热效率和加热速度较低，但对坯料加热的适应性较广，有利于实现机械化、自动化加热。可实现保护气体进行少无氧化加热。

       接触电加热的原理如阁3-2所示。将被加热的坯料直接接入电路，当电流通过坯料时，因坯料自身的电阻产生电阻热使坯料得到加热。坯料电阻值很小，要产生大量的电阻热，必须通入很大的电流。因此在接触电加热中采用低电压大电流，变压器的副端空载电压一般为2~15V。

       接触电加热除了具有电加热的共同优点外，由于它是直接在被加热的坯料上将电能转化为热能，具有设备构造简单、热效率高、操作简单、耗电少、成本低等优点，特别适于细长棒料和棒料局部加热，加热细长棒料的效果比感应加热要好。但是它要求被加热的坯料表面光洁、下料规则、端面平整，但加热温度的测量和控制比较困难。

       盐浴炉加热是电流通过炉内电极产生的热量把导电介质熔融，通过高温介质的对流与传导将埋入盐介质中的金属坯料加热，内热式电极盐浴炉原理如图3-3所示。这种方法加热速度快，加热温度均匀，吋以实现金属坯料的整体或局部的无氧化加热，减少和防止氧化和脱碳现象。盐浴表面热辐射损失大，辅助材料消耗大，劳动条件差。

       (2)感应电加热。感应电加热近年来应用越来越广泛，特别是大量用于精密成形的加热。这是因为感应电加热具有加热速度快、加热质量好、温度易于控制、金属烧损少、操作简单、工作稳定、便于实现机械化、自动化。感应电加热劳动条件好，对环境没有污染。其缺点是：设备投资费用高、毎种规格感应器加热的坯料尺寸范围窄，耗能大于接触电阻加热，小于电阻炉加热。感应加热的原理如阁3-4所示，在感应器通入交变电流产生的交变磁场作用下，置于交变磁场中的金属坯料内部便产生交变电势并形成交变涡流。由于金属毛坯电阻引起的涡流发热和磁滞损失发热，使坯料得到加热。由于感应加热时的趋肤效应，金属坯料表层的电流密度大，中心电流密度小。

       趋肤效应使感应加热时热量主要产生于坯料表层，并向坯料心部热传导。对于大直径坯料，为了提高加热速度.应选用较低电流频率，以增大电流透入深度。而对于小直径坯料，由于截面尺寸较小，可采用较高电流频率，这样能够提高加热效率。

       感应加热按所用电流频率不同，分为工频加热（f/=50Hz),中频加热（f/=500~10000Hz)和高频加热。锻造加热多采用中频加热。

       感应加热优点：加热速度快，加热质量好，不用保护气氛也可实现少氧化加热（烧损率一般＜0.5%)，感应加热规范稳定，劳动条件好，对环境无污染，便于机械化、自动化操作，宜装在生产线上，实现在线加热。其缺点是：设备投资大，耗电量大，一种规格感应器所能加热的坯料尺寸范围窄。上述各种电加热方法的应用范围见表3-1。

       加热方法的选择要根据具体的锻造要求及投资效益、能源情况、环境保护等多种因素来确定。燃料加热目前应用比较广泛，大型锻件往往以燃料加热为主，对于中小型锻件可以选择燃料加热，电加热主要用于加热质量要求高的铝、镁、钛、铜和一些高温合金的锻造加热。

       山西永鑫生锻造有限公司,位于山西省忻州市定襄县师家湾工业区，是一家以生产车轮锻件、环形锻件、轴类锻件、筒体锻件、齿轮锻件、不锈钢锻件、大型法兰等各类金属制品，是一家专业锻造加工生产锻件的企业。产品均可按照图纸、化学成分生产，自由锻、模锻、粗加工、热处理、精加工一体化完成。长期与起重机、石油、化工、矿山、冶金、液压、焦化、火车、工程机械等企业合作。配套生产车轮、滑轮、链轮、齿轮、齿圈、环件、筒类、轴类、缸体、方块、模块、支撑座、法兰等锻件产品。

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