锻造质量如何把控？这些加热缺陷你必须知道！

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细节决定成败，每一个缺陷都可能成为最终产品质量的隐患。
在锻造车间里，火红的钢坯在高温下被塑造成型。这一过程看似简单，却隐藏着许多质量控制的关键点。

轴承零件的制造从锻造开始，这第一道工序的质量直接影响最终产品的性能和寿命。轴承钢通常在1050～1100℃开始锻造，在800～850℃结束锻造。在这个温度区间，钢材的塑性、锻造工艺性和内部组织结构都能达到较理想状态。

氧化皮：金属的“锈蚀”
打开加热炉门，热浪扑面而来，火红的钢坯表面覆盖着一层灰黑色的物质。这就是氧化皮。它看起来似乎只是表面问题，实际上危害极大。
氧化皮可能在辗扩过程中被压入零件表面，形成深浅不一的缺陷。有些缺陷非常细微，像发丝一样，很难在后工序中被发现，直到成为成品才会显现。每加热一次，就有1.5~3%的金属变成氧化皮而损失掉。

氧化皮是什么原因形成的？当金属表面与炉气中的氧气、二氧化碳、水蒸气及二氧化硫接触时，就会发生化学反应。温度越高，这个反应越快。
在570～600℃以下，氧化速度较慢。超过700℃，氧化开始加速。当温度达到900～950℃时，氧化速度显著加快。如果以此时的速度为基准，1000℃时速度翻倍，1100℃时达到3.5倍。

如何控制氧化皮？ 
加快加热速度，缩短高温阶段的加热时间；采用“少装勤出”的方式，让锻件快速进出炉膛；控制送风量，减少炉内多余氧气；合理调整炉膛压力，防止冷空气进入。

脱碳：钢材“掉了一层皮”
想象一下，一块高碳钢表面失去了碳元素，变得柔软无力。这就是脱碳现象。在高温条件下，钢材表面的碳与炉内的氧气或氢气发生反应，生成一氧化碳或甲烷，导致表面含碳量降低。

对大多数钢材来说，脱碳会降低性能。特别是对高碳钢、工具钢和轴承钢，脱碳是一个严重问题。GCr15轴承钢含碳量在0.95～1.05%之间，属于高碳钢。如果锻造中产生脱碳，会使热处理后出现局部软点，硬度达不到要求。

这些软点会成为应力集中区域，轴承在使用中容易产生疲劳点蚀，严重影响使用寿命。

如何减少脱碳？ 在允许范围内尽量加快加热速度；缩短高温阶段的加热时间；加热好的坯料尽快锻造；如果条件允许，可以在坯料表面涂保护层。

过烧与过热：温度控制的失误
当加热温度过高，接近材料熔点时，会发生什么情况？晶粒不仅变得粗大，晶界处甚至会开始熔化，这就是过烧。轴承钢Gcr15的熔点在1180℃左右，如果加热接近这个温度，就容易发生过烧。

过烧的零件，晶界联系被破坏，部分晶粒趋于熔化，金属失去应有的机械性能。这种缺陷通常深入材料内部，常规检查难以发现。

过热则是加热到1150～1180℃并保温时间过长导致的奥氏体晶粒粗化。主要特征是晶粒粗大，出现明显的魏氏组织。如果终锻温度过高，锻件内部晶粒会继续长大，形成粗晶组织。

如何避免这些问题？ 
严格遵守工艺要求，不超温加热；确保始锻温度不高于1100℃；不在高温阶段停留过长时间；锻后零件自然冷却，避免接触水或其他快速冷却介质。

加热开裂：快速升温的代价
钢材在加热过程中，热量从表层向内部传递。表层温度高于内层，形成温差。外层膨胀大于内层，内外层相互牵制产生热应力。当热应力超过材料强度极限时，中心部位就会产生裂纹。

加热开裂在轴承锻造中是不允许的致命缺陷。主要原因就是加热速度过快，特别是在800℃以下阶段，金属塑性差，更容易开裂。

当温度达到900℃以上，热应力能被塑性变形部分抵消，可以适当提高加热速度。此时不仅不易开裂，对减少氧化也有积极作用。

防止开裂的关键是：在800℃以下缓慢加热，确保材料“热透”。工艺上应规定足够的加热时间，没有捷径可走。

锻造折叠：成形过程中的失误
辗扩后的零件平面上有时会出现凹心过深的情况，车磨加工无法完全去除，成品上会显现长条或弧形裂纹，周边有脱碳现象。这就是锻造折叠。

它发生在锻造过程中，金属对流汇合或变形后弯曲回流形成。也可能是部分金属被压入另一部分金属内部造成的。

折叠通常出现在零件表面，相对容易发现。

如何避免折叠？ 合理设计锻件毛坯尺寸，特别是对长径比不佳的中大型产品要特别注意；提高模具表面光洁度，减少金属与模具的摩擦力；适当增大模具圆角半径，并注意润滑。

制造高质量锻件，关键在于细节把控。每一个加热参数、每一次操作都可能影响最终产品质量。

在实际生产中，这些缺陷往往不是单独出现的，可能会多种并存。如何设计合理的加热曲线？如何平衡加热速度与缺陷控制？如何在保证质量的同时提高生产效率？