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 锻坯少无氧化加热 scale-free heating for forging billet


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锻坯少无氧化加热(卷名：机械工程)
scale-free heating for forging billet

使锻坯表层没有或只有少量氧化皮的锻坯加热工艺。这种加热法特别适宜于同少无切削加工和精密锻造配套使用。影响氧化的主要因素是炉气成分、加热温度和加热时间。①炉气成分:气中的o2、co2、h2o等属于氧化气氛，易使金属氧化；co、h2、cn h m、n2等分别是还原气氛和惰性气体，可防止氧化。②加热温度：温度越高，氧化也越激烈。钢在500℃下氧化甚缓，600～700℃氧化加快，900℃以上急剧氧化。以900℃的氧化指数为1，则1000℃时增加为2，1100℃时为3.5，1300℃时为7。③加热时间：在同样温度和气氛条件下，随时间成正比增加。在合理的加热温度条件下，减少氧化的途径是:缩短坯料在炉内停留时间，勤装料、勤出料；尽量减少多余的空气，严格控制通风量，减少漏风，保持炉内还原性气氛。
少氧化和无氧化加热有多种方法。
保护气氛下电阻炉加热 　这是最方便的无氧化加热方法，但需要大的电源，热效率低，加热缓慢。
保护气氛下马弗炉 　在马弗式电阻炉中通入保护气氛加热。在没有充分的电源时，仍用火焰炉加热，但需将锻坯放在马弗罩中使之与氧化性的炉气隔离。炉气将马弗罩加热至高温，再由马弗辐射加热锻坯。马弗罩用碳化硅、等耐高温材料制成，寿命较短，限制了这个方法的应用。
盐浴加热和玻璃浴加热 　用熔融的金属盐 (一般用氯化钡和氯化钠混合物)或玻璃将锻坯与空气隔离，用电阻加热盐浴。锻坯上的盐膜或玻璃还能保护金属出炉后不受二次氧化，但盐或玻璃可能留存在模膛内造成锻件缺陷和损坏模具。另外，这种方法的热效率也较低。盐浴需要好的通风装置以排除有害健康的盐蒸气（见盐浴炉）。
浮动粒子炉加热 　用石墨、ag尊龙app-kb88凯时官网登录、刚玉粒代替熔盐作加热介质。工作时粒子形成悬浮状态的流床，锻坯在其中加热。采用这种方法可避免盐浴加热的缺点，但需要有鼓风装置和保护气体。
涂保护覆盖层后加热 　在锻坯加热前用水玻璃、铝粉、镁砂、硼酸盐等涂料浸渍或涂刷，形成保护性覆盖层，然后在火焰炉加热。这种方法简单，但保护不完全可靠。
快速电感应加热和电接触加热 　这类高速加热主要用在锻造生产线中，从坯料开始加热到锻成成品仅需几分钟；虽不用保护气体，氧化也较轻微。对于大批量生产的中、小型精密锻件，这是有更大发展前途的加热方法。它的主要缺点是不适用于多品种、小批量生产。
敞焰少无氧化加热 　敞焰少无氧化加热可用于大件生产，加热方法可以是间歇式的也可以是连续式的，且不需要大的电源，是一种最常用的少无氧化加热方法。加热时，将工件直接放在有还原性气氛的火焰炉中，当钢锻坯加热到1200℃，炉气中小于0.3，小于0.8时，氧化与还原作用平衡（图1）， 可以获得少无氧化的气氛，钢坯不产生氧化或仅产生轻微氧化。图2为敞焰少无氧化加热炉的原理。控制助燃空气使煤气燃烧不完全，以产生较多的co和h2，使炉气成为少无氧化气氛。另在炉膛上部补充通入预热到300～500℃的二次空气，煤气在炉膛上部二次燃烧，提高预热温度，使热量辐射给炉底的钢坯。较高的炉膛结构使上层的氧化性炉气不易到达钢坯加热区。这种加热方法的缺点是热效率较普通的火焰加热炉低，操作复杂。