不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;冲孔;矫正;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、余应力等检验和无损探伤。与铸件相比,金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得较加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
铸件的力学性能**同材质的锻件力学性能。此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的
1939年美国莎司投产一台新型的热镀锌机组,所以也叫莎伦法。该法是在退火炉内向带钢喷射气体并使带钢达到再结晶温度,所以也称为气体酸洗法。采用气体酸洗,不但能去除带钢表面的氧化皮,而且同时去除了带钢表面的油脂,由于带钢表面被氧化气体腐蚀,形成麻面,所以使用莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。但是由于设备腐蚀严重,由此造成很高的设备维修和较新费用。因而此种方法很少被采用。
(5)改良森吉米
它是一种较优越的热镀锌工艺方法;它把森吉米尔法中各自立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来,这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个**整体。实践,该法具有许多优点:、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快,1965年以来新建的作业线几乎全部采用了这种方法,近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造。
原理
热浸锌层是锌在液态下,分三个步骤形成的,铁基表面被锌液溶解形成锌、铁合金相层;合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌、铁互溶层;合金层表面包裹着锌层。
性能特点
具有较厚致密的纯锌层覆盖在钢铁紧固件表面上,它可以避免钢铁基体与任何腐蚀溶液的接触,保护钢铁紧固件基体免受腐蚀。在一般大气中,锌层表面形成一层很薄而密实的层表面。它很难溶于水,故对钢铁紧固件基体起着一定保护作用。如果与大气中其它成分生成不溶性锌盐后,则防腐蚀作用较理想;具有锌—铁合金合金层,结合致密,在海洋性盐雾大气及工业性大气中表现特有抗腐蚀性;由于结合牢固,锌—铁互溶,具有很强的耐磨性;由于锌具有良好的延展性,其合金层与钢铁基体附着牢固,因此热镀锌可进行冷冲、轧制、拉丝、弯曲等各种成型工序,不损伤镀层;钢结构件热浸锌后,相当于一次退火处理,能有效改善钢铁基体的机械性能,消除钢件成型焊接时的应力,有利于对钢结构件进行车削加工;热浸锌后的紧固件表面光亮美观;纯锌层是热浸锌中富有塑性的一层镀锌层,其性质基本接近于纯锌,具有良好的延展性。
锻造生产危险因素及主要原因
一、在锻造生产中,易发生的外伤事故,按其原因可分为三种:
、 机械伤——由机器、工具或工件直接造成的刮伤、碰伤;
第二、;
第三、 电触伤。
二、从安全技术劳动保护的角度来看,锻造车间的特点是:
1. 锻造生产是在金属灼热的状态下进行的(如低碳钢锻造温度范围在1250~750℃之间),由于有大量的手工劳动,稍不小心就可能发生灼伤。
2. 锻造车间里的加热炉和灼热的钢锭、毛坯及锻件不断地发散出大量的辐射热(锻件在锻压终了时,仍然具有相当高的温度),工人经常受到热辐射的侵害。
3. 锻造车间的加热炉在燃烧过程中产生的烟尘排入车间的空气中,不但影响卫生,还降低了车间内的能见度(对于燃烧固体燃料的加热炉,情况就较为严重),因而也可能会引起事故。
4. 锻造生产所使用的设备如空气锤、蒸汽锤、摩擦压力机等,工作时发出的都是冲击力。设备在承受这种冲击载荷时,本身容易突然损坏(如锻锤活塞杆的突然折断),而造成严重的伤害事故。
压力机(如水压机、曲柄热模锻压力机、平锻机、精压机)剪床等,在工作时,冲击性虽然较小,但设备的突然损坏等情况也时有发生,操作者往往猝不及防,也有可能导致事故。
5. 锻造设备在工作中的作用力是很大的,如曲柄压力机、拉伸锻压机和水压机这类锻压设备,它们的工作条件虽较平稳,但其工作部件所发生的力量却是很大的,如我国已制造和使用了12000t的锻造水压机。就是常见的100~150t的压力机,所发出的力量已是够大的了。如果模子安装或操作时稍有不正确,大部分的作用力就不是作用在工件上,而是作用在模子、工具或设备本身的部件上了。这样,某种安装调整上的错误或工具操作的不当,就可能引起机件的损坏以及其他严重的设备或人身事故。
6. 锻工的工具和工具,特别是手锻和自由锻的工具、夹钳等名目繁多,这些工具都是一起放在工作地点的。在工作中,工具的更换非常频繁,存放往往又是杂乱的,这就必然增加对这些工具检查的困难,当锻造中需用某一工具而时常又不能迅速找到时,有时会“凑合”使用类似的工具,为此往往会造成事故。
7. 由于锻造车间设备在运行中发生的噪声和震动,使工作地点嘈杂不堪入耳,影响人的听觉和系统,分散了注意力,因而增加了发生事故的可能性。
三、 锻造车间事故的原因分析
1. 需要防护的地区、设备缺乏防护装置和安全装置。
2. 设备上的防护装置不完善,或未使用。
3. 生产设备本身有缺陷或毛病。
4. 设备或工具损坏及工作条件不适当。
5. 锻模和铁砧有毛病。
6. 工作场地组织和管理上的混乱。
7. 工艺操作方法及修理的工作做得不适当。
8. 个人防护用具如防护眼镜有毛病,工作服和工作鞋不符合工作条件。
9. 几个人共同进行一项作业时,互相配合不协调。
10. 缺乏技术教育和安全知识,以致采用了不正确的步骤和方法。
磷化后用水冲洗磷化膜的作用是去除吸附在膜表面的可溶性物质等,以防止涂抹在湿热条件下起泡,脱落,提高涂膜附着力,耐腐蚀性,通过对一同磷化膜分别采用去离子水,下水道水,车间排放水冲洗实验得知其耐蚀性、柔韧性逐个降低。对于要求较严的阴极电泳涂装,再涂装前采用去离子水水洗。
涂装前处理
1.脱脂对磷化的影响
的磷化膜只有在去油污除彻底的工件表面才能形成,因为油污残留在工件表面,不仅会严重阻碍磷化膜的生长,而且会影响涂膜的附着力,干燥性能,耐腐蚀性能等。
2.除锈对磷化膜的影响
磷化膜不能在锈层或氧化皮上生长的,所以彻底除锈是磷化的必要条件。但除锈时间不能过长。否则易出现过腐蚀,工件表面粗燥导致结晶粗大多孔,沉淀增多。除锈时间过短,工件表面活化不够,同样使磷化膜结晶粗大。所以控制好除锈时间对于获得密集活化点,形成致密的磷化膜有着重要的作用。
3.脱脂后水洗对磷化的影响
脱脂后水洗,虽然属于涂装前处理的工序,但同样需要引起足够的重视,这是因为若有清洗不彻底,很容易将脱脂槽中的不易洗净的表面活性剂及杂质离子带入磷化槽液中,从而使磷化膜变薄,返黄,甚至引起涂装后起泡、脱落。因此建议采用多级水洗,并控制后清洗水的PH值接近中性。另外,选用不含NaOH、NaCO3、难洗净的界面活性剂的脱脂剂。
对于水洗水的总碱度(TAL)、PH值、温度、时间都需要严格控制:TAL太高和PH值太高,已带入表调槽引起表调液总酸度多高不易于管理,带入磷化槽内使下降太快,导致槽液不稳定;PH值太低和时间太长,钢铁在水洗过程中易产生锈蚀,生成的磷化膜结晶粗大,耐腐蚀性降低,膜重**标,在连续线上,由于链速已定,所以清洗时间不可能改变,只能在清洗水中加入碱提高清洗水PH值至于9.0-9.5,另可加入一定量的NaNO2,以防止钢铁件生锈;清洗水温度过高,钢铁件易锈蚀,需加大补给水的,降低脱脂剂槽液的处理温度,清洗水温度过低,脱脂剂清洗效果不能保证,清洗水温度一般在10-35℃范围内比较好。
4.表调对磷化的影响
表调又称表面调整,通过调整,可以改善工件表面的微观状态,从而改善磷化膜外观,结晶细小,均匀,致密,进而提高涂膜性能。现代表调基本上都是胶体钛盐表调,对已表调液也需严格控制总碱度(TAL)、温度、PH值、钛含量,总碱度、PH值高易使磷化槽下降过快;温度过高,易产生工序间表干;钛含量过低表调效果不好,钛含量太高,磷化膜不易生成,膜重不达标。
5.钝化对磷化的影响
磷化后的钝化封闭可以提高磷化膜单层的防锈能力,同时也可以改善磷化膜的综合性能,但钝化液含铬,废水处理困难,一般不采用。
镀液的PH值在4-6。20世纪70年代大搞无氰镀锌的*二个成果便是无氰镀锌。与锌酸盐碱性镀锌并驾齐驱。它以氯化锌为主盐,为络合剂及导电盐。柠檬酸,氨三乙酸为络合剂。聚乙二醇和硫脲作镀层细化剂。从这种镀液中获得的镀层细致,分散能力好。镀液毒性小。但缺点主要是镀液不稳定,散发出来的气体对电镀设备腐蚀性很大。电流效率也较低。对杂质敏感性强。工作温度范围窄。现已基本上被镀锌工艺所淘汰。
(或)镀锌工艺
(或)镀锌工艺是20世纪80年代发展起来的一种全新无氰镀锌工艺。它主要成分为:氯化锌主盐,一般使用含量为70-90g/L。作导电盐,使用含量从140-280g/L不等,根据不同需求可任意调整。硼酸作PH值缓冲剂,以稳定PH值在4.6-5.6之间。由于这种镀液是在室温条件下工作,硼酸的溶解度不高,一般含量控制在25-30g/L。
单靠这三种成分是镀不出合格锌镀层来的。还要加入一些添加剂才能获得光亮、细致的镀锌层来。镀锌的优点是镀液稳定、镀层光亮细致且成本低、电流效率高、无毒。缺点是镀液的分散能力比碱性镀锌稍差,镀层的脆性也较大。尽管如此,镀锌一面世,立刻普遍受到欢迎。发展十分迅速,已占据镀锌的半壁江山。从市场上看,镀锌工艺主要是两个镀种:碱性锌酸盐和酸性镀锌。其他镀锌工艺均已相形见绌,缓慢退出历史舞台。
酸性镀锌工艺中还有一种盐镀锌工艺。它的主要成分是主盐。含量在250-500g/L之间。明矾或铝作导电盐。含量在30-50g/L之间。导电盐也有加入或的。除了上述几种外,还要加入一些添加剂,作用是使镀层细致。早是采用糊精或树胶,后来发明了一些光亮剂使镀层较加光亮细致。盐镀锌的优点是可使用较大电流密度(1-5A/dm2),镀速快。但缺点是镀液的分散能力很差,不宜用来镀较复杂工件。
由于它的性,盐镀锌主要用在镀铁丝、钢带、钢板等形状简单,连续化生产性强的行业。除了上述几种常用的镀锌工艺外,还有焦磷酸盐镀锌、氟硼酸盐镀锌、羟酸盐镀锌等工艺,但应用不多,不再介绍。
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