銅及銅合金鍛造工藝

銅是具有面心立方晶格的金屬，沒有同素異形轉(zhuǎn)變，因此它在室溫和高溫下都具有高的塑性，可以進(jìn)行冷熱壓力加工。在鍛造生產(chǎn)中，銅質(zhì)零件品種很多，有純銅及銅合金（普通黃銅和硅黃銅等），有自由鍛件和模鍛件，有形狀簡單或形狀很復(fù)雜的。在長期的實(shí)際生產(chǎn)中，存在著許多不同的質(zhì)量問題，因鍛造裂紋導(dǎo)致工件報(bào)廢的案例不少。

銅合金鍛造的鑄錠

銅及銅合金鑄錠的宏觀組織存在三個(gè)明顯的結(jié)晶區(qū)域。髓著鑄錠澆注溫度及冷卻速度的不同，鑄錠中柱狀晶區(qū)及等細(xì)晶區(qū)所古的比例是不同的。對于銅及銅合金來說，當(dāng)其雜質(zhì)含量較少時(shí)，鑄錠具有比較發(fā)達(dá)的柱狀晶區(qū)，塑性比較好，而且由于柱狀晶組織致密，鍛成的鍛件質(zhì)量較高。反之，如果雜質(zhì)含量較多，柱狀晶過分發(fā)達(dá)，則對鍛造是不利的。因柱狀晶區(qū)過分發(fā)達(dá)，甚至擴(kuò)展到鑄錠的整個(gè)截面，這樣就會(huì)在柱狀晶粒的交接處集中許多雜質(zhì)和低熔點(diǎn)共晶體，該處成為鑄錠的“弱面”?！叭趺妗钡拇嬖冢资硅T錠鍛造時(shí)沿“弱面”開裂。大多數(shù)銅合金的結(jié)晶溫度范圍較窄，易形成大的集中的縮孔，若冒口設(shè)計(jì)不合理，縮孔會(huì)擴(kuò)展到鑄錠內(nèi)部，若鍛造或擠壓時(shí)未被切盡，則會(huì)在半成品或鍛件中留下“殘余縮孔”。用普通方法澆注的鑄錠，易產(chǎn)生這種缺陷。半連續(xù)澆注的鑄錠沒有形成這種缺陷的危險(xiǎn)，因?yàn)殍T錠的結(jié)晶條件好、鑄錠很長，縮孔不可能留在鑄錠上。

鑄錠作為大型鍛件的坯料，在鍛造前要進(jìn)行均勻化退火，以改善塑性。鑄錠表面若有裂紋、氣泡、夾渣、結(jié)疤等缺陷應(yīng)磨干凈，或表面經(jīng)車削（扒皮）后再進(jìn)行鍛造。用于自由鍛造的銅合金鑄錠，對冶金質(zhì)量應(yīng)有更高的要求，有害雜質(zhì)的含量必須控制在很小的范圍內(nèi)（例如鉛含量應(yīng)不過0. 01%）。否則，自由鍛時(shí)由于拉應(yīng)力的作用，容易在低熔點(diǎn)雜質(zhì)聚集的地方產(chǎn)生裂紋。銅合金鑄錠若作為模鍛毛坯，經(jīng)適當(dāng)?shù)闹婆骱罂芍苯舆M(jìn)行模鍛，而不必像鋁、鎂合金那樣，要經(jīng)過自由鍛反復(fù)鐓拔后才能用于模鍛。因?yàn)殂~合金的組織不像鋁、鎂合金那樣復(fù)雜，塑性也較高。