锻造加热过程中氧化的产生、危害、减少和处理

　　锻造材料在加热过程中，可能会产生的缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧、开裂等。其中，氧化是很难避免的。

　　氧化皮，产生

　　燃烧过程中，氧化性气体(如O2、CO2、H2O、SO2等)与铁元素结合，从内到外形成Fe2O3，Fe3O4，FeO等组成的氧化层，即氧化皮。氧化皮的多少，取决于钢种、炉型和加热气氛等。

　　氧化皮，危害

　　▶ 材料的损耗和浪费；

　　▶ 影响锻件的表面质量；

　　▶ 加剧工具/模具的磨损，降低工具/模具的寿命；

　　▶ 腐蚀加热炉炉底，降低加热炉寿命。

　　氧化皮，产生原因

　　▶ 炉内气体。火焰加热炉中一般有三种类型的气体，即氧化性气体(如O2、CO2、H2O、SO2等)、还原性气体(CO、H2等)和
中性气体(N2)。当炉内气体过多时，火焰燃烧充分，炉气性质显现为氧化性，容易形成较厚的氧化皮;当炉内供气不足时，火焰燃烧不充分，炉气性质显现为还原性，形成的氧化皮很薄，但不容易去除；

　　▶ 加热温度。钢坯温度越高，氧化越剧烈，氧化皮越厚。温度低于600度时，氧化速度较慢，温度大于900度后，开始剧烈氧化；

　　▶ 加热时间。钢坯加热时间越长，氧化越剧烈，氧化皮越厚；

　　▶ 材质。钢料中，含碳量越高，形成的氧化皮越少，这是因为钢氧化过程中形成了还原性气体CO，削弱了氧化性气体的作用；钢中的合金元素(如Cr、Ni、Al、Mo等)在加热过程中，可以形成致密的氧化薄膜，阻止氧化的进一步进行，减少氧化。

　　氧化皮，防止和降低

　　▶ 原材料加热前，确保其未脱碳氧化；

　　▶ 保证坯料质量前提下，尽量缩短加热时间，特别是高温阶段的加热时间量；

　　▶ 保证完全燃烧的前提下，尽量减少炉内气体或水分；

　　▶ 防止炉外空气进入炉内。如炉子密封要严，保证炉内相对不大的正压力等；

　　▶ 坯料采用少装、勤装和适时出炉的方式；

　　▶ 使用抗氧化介质/涂层；

　　▶ 采用电加热、少氧化/无氧化加热，尤其是精密模锻、高合金和有色金属的锻造。

　　氧化皮，锻前清除

　　▶ 冷水浸泡。毛坯出炉后可以先在冷水中浸2-3秒，使氧化皮遇冷收缩，破裂或变脆，脱落；

　　▶ 高压水清理。氧化皮遇冷收缩，破裂或变脆，被高压水冲走，适用于截面尺寸较大(50～150mm)的热毛坯；

　　▶ 用钢丝刷、刮板、刮轮等工具清除；

　　▶ 氧化皮去皮机/刮皮器；

　　▶ 在锤上或压力机上进行模锻时，可增加制坯工序，先将毛坯墩粗一次，用压缩空气吹除毛坯的一部分氧化皮。