金属锻前加热目的及方法？

—、加热的目的

金属的锻前加热是锻件生产过程中的重要工序之一。能否把金属坯料转化为高质量的锻件，对压力加工领域来说主要面临两个方面的问题：①金属的塑性；②变形抗力。因而锻造生产中，金属坯料锻前大部分需要加热以改善这两个条件。所以，锻前加热的目的可以概括为：提高金属的塑性，降低变形抗力，使其易于流动成形并获得良好的锻后组织。

通常金属加热时，随温度的升髙，原子的动能增大，离开其平衡位置的可能性也增大，与常温相比，位错容易运动，滑移容易进行，于是变形抗力降低。另外，高温时原子的活动能力增大，扩散速度加快，易于进行恢复与再结晶，因此金属的塑性提高。有同素异构转变的材料加热时，在一定的温度区间有相态转变，正确地利用这一规律，恰当地选择加热温度，就可以使金属坯料在塑性较好的组织状态下成形。

二、加热方法

根据金属坯料加热时所用的热源不同，目前生产中应用的加热方法有火焰加热法和电加热法两大类。

1.火焰加热

火焰加热是利用燃料(煤、油、煤气等〉燃烧时所产生的热量，通过对流、辐射把热能传给坯料表面。然后由表面向中心热传导，使整个坯料加热。火焰加热方法的优点是：燃料来源方便，加热炉修造容易，加热费用较低，加热的适应性强等。因此，这类加热方法广泛用于各种大，中、小型坯料的加热。其缺点是：劳动条件差，加热速度慢，加热质量差，热效率低等。

2.电加热

电加热是用电能转换为热能来加热坯料的方法。按其传热方式可分为电阻加热和感应电加热。

(1 )电阻加热  电阻加热的传热原埋与火焰加热相同，根据电阻发热元件的不同，有电阻炉加热，接触电加热、盐浴炉加热等。

I)电阻炉加热  电阻炉加热是利用电流通过炉内的电热体产生的热量，加热炉内的金属坯料。这种方法的加热温度受到电热体的使用温度的限制，热效串也比其它电加热法低。但对坯料加热的适应范围较大，便于实现加热的机械化、自动化，也可用保护气体进行少无氧化加热。

2)接触电加热  接触电加热是以低压大电流直按通入金属坯料，由金属坯枓自身的电阻在通过电流时产生的热量，使金属坯料加热，为了避免短路，常采取低电压的方法，以得到低电压的大电流。所以接触电加热用的变压器副端空载电压只有2~15V。

接触电加热具有加热速度快、金属烧损少、加热范围不受限制，热效率高、耗电少、成本低、设备简单、操作方便、适用于长坯料的整体或局部加热等优点。但对坯料的表面粗糙皮和形状尺寸要求严格，特别是坯料的端部，下料时必须规整，不得产生畸变。此外，加热温度的测量和控制也比较困难。

3)盐浴炉加热 盐浴炉加热是电流通过炉内电极产生的热量把导电介质熔融，遒过高温介质的对流与传导将埋入介质中的金属坯料加热。这种方法加热速度快，加热温度均匀，可以实现金属坯料的整体或局部的无氧化加热。但其热效率较低，辅助材料消耗大，劳动条件差。

(2 )感应电加热 感应电加热近年来应用越来越广泛，特別是大量用于精密成形的加热。这是因为它具有加热速度快、加热质量好、温度易于控制，金属烧损少、操作简单、工作稳定、便于实现机械化、自动化。这些都有利于锻件质量的提髙。另外，感应电加热劳动条件好，对环境没有污染。其缺点是，设备投资费用高、每种规格惑应器加热的坯料尺寸范围窄、电能消耗大（大于接触电加热，小于电阻炉加热）。

感应电加热的原理，将金属坯料放入通过交电流的螺旋线圈（感应圈）。线圈产生的感应电动势，在坯料表面形成强大的涡流，使坯料内部的电能直接转变为热能加热坯料。

感应电加热时，电流密度沿坯料横截面的分布情况是：中心电流密度小，表层电流密度大，这种现象称为趋肤效应。

由于趋肤效应，表层金属主要因电流通过而被加热，心部金属靠外层热量向内传导加热。对于大直径的坯料，由于截面尺寸较小，可采用角钢电流频率，以增大电流透入深度。而对小直径坯料，由于截面尺寸较小，可采用较高电流频率，这样就能够体改效率。

由于目前我国电力工业还比较薄弱，锻造生产中还不能大量采用电加热。随着我国电力工业的迅速发展，为了适应特殊材料锻造工艺的需要，满足各种精密成型工艺的要求，今后加热方法的应用必将日益扩大。

加热方法的选择要根据具体的锻造要求和能源情况及投资效益、环境保护等多种因素确定。如对于大型锻件往往以火焰加热为主；而对子中、小型锻件可以选择火焰加热和电加热。但对于精密锻造应选择感应电加热或其它无氧化加热方法，如控制炉内气氛法、介质保护加热法，少无氧化火焰加热等。