锻压技术:铜合金锻造的铸锭
铜及铜合金铸锭的宏观组织存在三个明显的结晶区域(图13)。随着铸锭浇铸温度及冷却速度的不同,铸锭中柱状晶区及等细晶区所占的比例是不同的。对于铜及铜合金来说,当其杂质含量较少时,铸锭具有比较发达的柱状晶区,塑性比较好,而且由于柱状晶组织致密,锻成的锻件质量较高。反之,如果杂质含量较多,柱状晶过分发达,则对锻造是不利的。因柱状晶区过分发达,甚至扩展到铸锭的整个截面,这样就会在柱状晶粒的交接处集中许多杂质和低熔点共晶体,该处成为铸锭的“弱面”。“弱面”的存在,易使铸锭锻造时沿“弱面”开裂(图14)。大多数铜合金的结晶温度范围较窄,易形成大的集中的缩孔,若冒口设计不合理,缩孔会扩展到铸锭内部,若锻造或挤压时未被切尽,则会在半成品或锻件中留下“残余缩孔”。用普通方法浇注的铸锭,易产生这种缺陷。半连续浇注的铸锭没有形成这种缺陷的危险,因为铸锭的结晶条件好、铸锭很长,缩孔不可能留在铸锭上。
图13 立浇水冷圆形铜锭的低倍组织×0.1 图14 黄铜锭锻造时沿纵向“弱面”裂为两半
铸锭作为大型锻件的坯料,在锻造前要进行均匀化退火,以改善塑性。铸锭表面若有裂纹、气泡、夹渣、结疤等缺陷应磨干净,或表面经车削(扒皮)后再进行锻造。
用于自由锻造的铜合金铸锭,对冶金质量应有更高的要求,有害杂质的含量必须控制在很小的范围内(例如铅含量应不超过0.01%)。否则,自由锻时由于拉应力的作用,容易在低熔点杂质聚集的地方产生裂纹。
铜合金铸锭若作为模锻毛坯,经适当的制坯后可直接进行模锻,而不必像铝、镁合金那样,要经过自由锻反复镦拔后才能用于模锻。因为铜合金的组织不像铝、镁合金那样复杂,塑性也较高。
文章关键词: 铸锭
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