锻坯少无氧化加热

锻坯少无氧化加热概述

使锻坯表层没有或只有少量氧化皮的锻坯加热工艺。这种加热法特别适宜于同少无切削加工和精密锻造配套使用。影响氧化的主要因素是炉气成分、加热温度和加热时间。

①炉气成分:炉气中的O2、CO2、H2O等属于氧化气氛，易使金属氧化;CO、H2、Cn H m、N2等分别是还原气氛和惰性气体，可防止氧化。

②加热温度:温度越高，氧化也越激烈。钢在500℃下氧化甚缓,600~700℃氧化加快，900℃以上急剧氧化。以900℃的氧化指数为1,则1000℃时增加为2,1100℃时为3.5，1300℃时为7。

③加热时间:在同样温度和气氛条件下，氧化随时间成正比增加。在合理的加热温度条件下,减少氧化的途径是:缩短坯料在炉内停留时间，勤装料、勤出料;尽量减少多余的空气，严格控制通风量，减少漏风，保持炉内还原性气氛。

少氧化和无氧化加热有多种方法。

保护气氛下电阻炉加热这是最方便的无氧化加热方法，但需要大的电源，热效率低，加热缓慢。

保护气氛下马弗炉加热在马弗式电阻炉中通入保护气氛加热。在没有充分的电源时,仍用火焰炉加热,但需将锻坯放在马弗罩中使之与氧化性的炉气隔离。炉气将马弗罩加热至高温，再由马弗辐射加热锻坯。马弗罩用碳化硅、刚玉等耐高温材料制成，寿命较短，限制了这个方法的应用。

盐浴加热和玻璃浴加热用熔融的金属盐 (一般用氯化钡和氯化钠混合物)或玻璃将锻坯与空气隔离,用电阻加热盐浴。锻坯上的盐膜或玻璃还能保护金属出炉后不受二次氧化，但盐或玻璃可能留存在模膛内造成锻件缺陷和损坏模具。另外，这种方法的热效率也较低。盐浴需要好的通风装置以排除有害健康的盐蒸气(见盐浴炉)。

浮动粒子炉加热用石墨、石英砂、刚玉粒代替熔盐作加热介质。工作时粒子形成悬浮状态的流床，锻坯在其中加热。采用这种方法可避免盐浴加热的缺点，但需要有鼓风装置和保护气体。

涂保护覆盖层后加热在锻坯加热前用水玻璃、铝粉、镁砂、硼酸盐等涂料浸渍或涂刷，形成保护性覆盖层，然后在火焰炉加热。这种方法简单，但保护不完全可靠。

快速电感应加热和电接触加热这类高速加热设备主要用在锻造生产线中，从坯料开始加热到锻成成品仅需几分钟;虽不用保护气体，氧化也较轻微。对于大批量生产的中、小型精密锻件，这是有更大发展前途的加热方法。它的主要缺点是不适用于多品种、小批量生产。

敞焰少无氧化加热敞焰少无氧化加热可用于大件生产,加热方法可以是间歇式的也可以是连续式的,且不需要大的电源，是一种最常用的少无氧化加热方法。加热时，将工件直接放在有还原性气氛的火焰炉中，当钢锻坯加热到1200℃,炉气中

小于0.3,

小于0.8时，氧化与还原作用平衡(图1), 可以获得少无氧化的气氛，钢坯不产生氧化或仅产生轻微氧化。图2为敞焰少无氧化加热炉的原理。控制助燃空气使煤气燃烧不完全，以产生较多的CO和H2，使炉气成为少无氧化气氛。另在炉膛上部补充通入预热到300~500℃的二次空气，煤气在炉膛上部二次燃烧，提高预热温度，使热量辐射给炉底的钢坯。较高的炉膛结构使上层的氧化性炉气不易到达钢坯加热区。这种加热方法的缺点是热效率较普通的火焰加热炉低，操作复杂。