铜合金锻造流程
铜合金锻造流程
（作者单位：1.沈阳万恒锻造有限公司；2.沈阳市汽车工程学校）
◎高杰1王本昊2
王宝强的电视剧铜及其合金是人类最早使用的金属
材料。早在4000年以前，我国就有黄铜和青铜的生产。由夏代开始进入“青铜时代”，至商、周时代青铜的配置、铸造和锻造技术已相当成熟，铜及其合金制品已广泛用于生产工具、兵器、礼品和生活用具等领域。
在铜中加入锌、锡、铅、镍、锰等元素，形成铜合金，以锌作为添加元素的铜合金称为黄铜，以锡等作为主要添加元素的铜合金称为青铜。
一、坯料的准备
铜合金锻造用的原材料主要有铸锭和挤压棒材两种。
铸锭作为大型锻件的坯料之用，铸锭于锻前要进行均匀化退火，以改善塑性。
铸锭表面若有缺陷，应打磨干净或表面经扒皮后再进行锻造。铸锭若作为模锻毛坯，经适当制坯后可直接进行模锻，而不必像铝、镁合金那样，要经过自由锻反鐓复拔后才用于模锻。因为铜合金的塑性较高，金相组织不像铝、镁合金那样复杂。
挤压棒材适用于中小型模锻件或自由锻件。为了消除挤压棒材内部的残余应力，防止裂纹的产生，挤压变形后的棒材，必须及时进行退火。
av女星排名铜合金多用圆盘锯下料，对产品质量要求高的铜合金毛坯，可直接在车床上下料，端面倒角，要消除表面缺陷。
二、锻前加热
铜合金最好采用电加热，也可以用火焰炉加热。在电阻炉内加热铜合金时用热电偶控制炉温是比较准确的，而在火焰炉内加热时，炉温测量误差较大。
铜合金的加热温度比钢的加热温度低，而用煤气及重油加热炉因为需调整喷嘴在很小的燃烧功率下进行低温燃烧，较难保证做到燃烧稳定，故最好采用低温烧嘴燃烧。对比之下，燃煤加热炉却有一定优越性。当高温燃煤加热炉需要加热铜合金时，只要把煤量和风量减少就能保持一种所谓“文火”，燃煤加热炉不像油炉那样因燃烧过程不稳定而迅速降温。
加热炉的炉气成分最好呈中性，但在普通火焰炉中很难获得中性气氛，往往是呈微氧化或微还原气氛。对于在高温下极易氧化的一切高铜合金，如无氧铜、低锌黄铜、锡青铜、白铜等，一般应在还原气氛中加热。含氧量高的铜合金，不适宜在还原气氛中加热。因为还原气氛中含有H 2、CO、CH 4等气体，当加热温度超过700℃时，这些气体会向金属内部扩散，生成不
溶于铜的水蒸气或CO 2，这种水蒸气具有
一定的压力，力图从金属内部逸出，结果在金属内部形成微小裂纹，使合金变脆，即所谓“氢病”。
加热纯铜时，最好采用微氧化性气氛，既可避免“氢病”又可减少氧化皮的生成。高锌黄铜适宜在微氧化性气氛中加热，既可防止脱锌；又可防止严重氧化。
描写春雨
铜合金因导热性好，可以把冷坯料直接在最高炉温时装入，并进行一定时间的保温，炉温比始锻温度高50-100℃（火焰炉）或高30-50℃（电阻炉）。加热时间可按每毫米截面尺寸（直径或边长）0.4-0.7min 计算。
三、锻造1.变形温度。
武汉工程科技学院铜合金的始锻温度较钢低，锻造温度范围比碳钢窄得多，在中温有脆性区存在。因此，要采取措施防止锻造时坯料的热量过多损失。锻造铜合金时要求把凡是变形所需的工、模具先预热到较高温度。自由锻时，将操作工具预热到200-250℃，操作时动作要快，坯料在砧面上要经常翻转，这样，可避免坯料过多的热量损失，使在一火内有较长的操作时间。模锻前，锻模先预热到150-300℃，并尽量减少铜合金在模具内的停留时间。
对铜合金锻造终锻温度控制要比碳素结构钢严。这是因为不少铜合金在终锻温度以下很快进入脆性区，所以坯料温度降低到650℃左右时，应立即停止锻造，否则锻造时易开裂，如冲头温度低，使孔周围金属温度下降而开裂，在脆性温度区切断头则断口呈粗粒状，若在模锻后紧接着切边，往往会把锻件本体撕裂。相反，若经水冷后再切边，就没有这种现象了。从另一方面来说，若终锻温度过高就会引起晶粒长大，而对铜合金晶粒长大后又不能像碳素钢那样能通过热处理细化晶粒，所以在选择锻造变形温度时也要根据不同的变形条件，具体选用不同的数值。例如QAl9-4胎模锻时较自由锻散热快。同一种合金，因应力状态、变形程度、变形速度等变形条件不同，变形温度也不同。
2.变形程度和变形速度。为了避免粗大晶粒，要求铜合金锻造时每次变形量大于临界变形量，即大于10%-15%。小乔出装
多数铜合金对变形速度并不敏感，可在压力机或锤上进行锻造，但以在压力机上锻造为宜。含铅量较高的铅黄铜对变形速度很敏感，当进行静拉伸和动拉伸变形
时，塑性有明显不同，这类合金应在压力
机上锻造。
锡磷青铜和锰青铜锻造时，热效应现象较显著，若变形速度过快，容易产生过热，甚至于产生过烧。
3.锻件、模具设计和工艺操作特点。铜合金模锻件及锻模设计原则与钢锻件相同。只是，由于铜合金与钢模之间的摩擦系数较小，故模锻斜度比钢锻件小。由于锻造温度范围窄，导热性好，一般不采用多模膛模锻，由于流动性好，可经自由锻制坯后，再模锻成形。
铜合金非常适宜于挤压成形。
对于含铅量较高的铅黄铜模锻件，若变形程度较大和变形速度较快，热效应显著，使合金的温度升高，引起合金中低熔点杂质的熔化，破坏了晶间联系。为此，在设计锻件和拟定锻造工艺规范时，应根据具体条件，合理确定变形程度和变形温度。
4.冷却和切边。铜合金锻造后，通常在空气中冷却。铜合金锻件一般在室温切边，只有遇到下列情况时，才需要热切边：
（1）室温下塑性很低的铜合金锻件，如含铝量较高的QAl9、QAl10-4-4等铝青铜，它们在室温下塑性低，强度高，冷切边时会在切边处撕裂锻件。生产实践表明，即使是小尺寸的铝青铜锻件，也不得在冷态下切边。
（2）大尺寸的锻件。
热切边温度通常为420℃左右。终上所述，由于铜合金对内应力比碳钢敏感，若不消除会在使用时自行开裂，这就要求锻件上各处的变形温度和变形量比较一致。所以在锻造时锤击应快而轻，一次锤击量不宜过大，当坯料经过一定程度的变形后，可适当加大变形量。
在锻造长轴类锻件时，操作时要经常反复调头锻造，在一火中使各段的变形温度相近。这样金相组织均匀，力学性能较一致。
由于铜合金比较软，坯料拔长时压出的台阶棱角比钢料拔长时尖锐，若压下量过大，在下一次锤击时容易在台阶处形成折叠。所以拔长时送进量与压下量之比应比钢料拔长时稍大。从这个角度看，锻铜合金时锤击也应尽可能轻快一些，并应在砧子边缘倒大圆角。公司股份协议书范本
铜合金锻造时易形成折叠，所以模锻前的制坯工序在转角处圆角半径应做得比钢大一些。另外，一旦折叠产生，需要以后清除，将造成较多的金属消耗，所以在选定加工余量和计算用料时应比钢料锻
件适当放大。
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