title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Долго ли нужно держать заготовку в печи

Долго ли нужно держать заготовку в печи

Мы знаем, что при нагреве металла важно равномерно прогреть заготовку по всей ее толщине. И действительно, если заготовка будет нагрета с одной стороны больше, а с другой меньше, внутри хуже, а снаружи лучше, то металл при ковке будет течь неравномерно, не будет принимать желаемой формы при обычных отработанных приемах. При ковке неравномерно прогретых слитков ликвационная зона смещается, что ухудшает качество поковки.
Для равномерного прогрева заготовке нужно дать в печи определенную выдержку, а при нагреве нескольких заготовок — так их расположить в печи, чтобы нагретые газы по возможности кругом омывали их (фиг. 29). Если круглые заготовки расположить с некоторым зазором, например, равным половине диаметра D заготовки, то время на нагрев и выдержку потребуется в полтора раза меньше, чем без зазора. Еще меньше (на 10—30%) времени потребуется, если заготовка будет омываться газами с торца.

Общая продолжительность нагрева и выдержки зависит от размеров сечения заготовки и от теплопроводности металла. Чем больше сечение, тем дольше нагрев и выдержка. Чем больше теплопроводность, тем меньше выдержка. Продолжительность нагрева и выдержки указывается в технологической карте.
Однако часто кузнец, получая задание отковать поковку, не получает указаний о продолжительности нагрева заготовки. В этом случае он сам может произвести несложные расчеты, воспользовавшись формулой советского ученого Н.Н. Доброхотова
T = kD VD,

где T — время нагрева в часах одной холодной заготовки, нагреваемой равномерно со всех сторон;
D — диаметр или сторона квадрата заготовки (слитка) на поду печи;
k — коэффициент; для углеродистой стали k = 10, для легированной стали k = 20.
Пример. Пусть в печь загружается четыре круглых заготовки из стали марки ст. 5 диаметром 150 мм. Определить время их нагрева.
Время нагрева одной заготовки (а = 1):
T = 1*10*0,15 V0,15=0,58 час. или 60*0,58=35 мин.

Для четырех заготовок, считая, что они будут расположены рядом без зазора (а = 2), время нагрева будет:
T = 0,58*2 = 1,16 час.

Если заготовки будут расположены в печи с зазором в полдиаметра (a = 1,4), то
T = 0,58*1,4 = 0,81 час.

Для сталей многих марок, в особенности для средне- и высокоуглеродистых и сталей, имеющих низкую теплопроводность, а также для крупных слитков любой марки стали имеет важное значение скорость нагрева. Быстрый нагрев или большая скорость нагрева вызывает в таких сталях внутренние трещины. Такие стали неплохо нагревать постепенно: сажать заготовку в печь при низкой температуре, выдерживать при этой температуре, затем нагревать дальше. Однако медленный нагрев снижает производительность труда, увеличивает обезуглероживание и угар металла. Поэтому важно найти для любых марок стали и размеров заготовки наиболее выгодные скорости нагрева. Общие правила здесь следующие: нагрев крупных заготовок и особенно слитков нужно разделить на два периода. Первый период — нагрев от температуры цеха до температур, близких к критическим — до 650—700°, и второй — от 650—700° до температурь; начала ковки.
Особенно осторожен должен быть нагрев в первом периоде, так как металл при низкой температуре имеет малую пластичность, а разность температур между внутренними и наружными слоями очень большая, следовательно, напряжения в металле могут быть весьма большими и приведут к разрушению. Поэтому температура печи при первом периоде нагрева должна быть невысокой. Например, для крупных заготовок и слитков из углеродистой стали не более 900°, для высоколегированной стали не более 500—600°, для крупных слитков весом свыше 60 т — не более 200°.
На первый период обычно отводится 60—70% всей продолжительности нагрева заготовок.
Для создания необходимых условий для постепенного нагрева заготовок в кузнечно-штамповочных цехах применяются печи специальной конструкции, так называемые методические или полуметодические, где заготовки, продвигаясь по поду печи, проходят сначала зону низких температур, а затем попадают в сварочную зону, где уже нагреваются до ковочной температуры. В камерных печах для нагрева слитков температура регулируется посредством форсунок, о чем будет сказано ниже. Небольшие заготовки в обычной камерной печи также можно нагревать с подогревом. Для этого их не следует загружать сразу в самую горячую зону, а сначала складывать у края, где температура ниже, и только после некоторой выдержки (но не меньше чем 50% от всего времени нагрева) перемещать заготовки в зону высоких температур. При нагреве сразу нескольких заготовок это не снижает производительности труда, так как предварительно разогретый металл быстро получает окончательный нагрев.
Второй период нагрева, на который отводятся оставшиеся 30—40% времени, можно вести с самой большой, какая только возможна, скоростью, так как металл за первый период приобрел уже достаточную пластичность и опасность появления трещин здесь исключена. Для более равномерного прогрева крупных заготовок и слитков, нагреваемых в камерных печах, необходимо их кантовать на 180° Для кантовки нужно выбрать наиболее подходящее время. Лучше всего кантовку производить, когда остается 30—40% времени выдержки и когда в печи будет достигнута наибольшая температура.

title-icon Подобные новости