锻造成型技术主讲 马夫坤序论锻造属于金属压力加工范围,除锻造外压力加工还 包括冲压,挤压 、拉拔、轧制等加工方法。压力加工又 称金属塑性加工,它与金属切削加工不同,切削加工是通 过用去除材料的方法来改变金属坯料的形状尺寸。锻 造加工通过塑性变形获得工件的尺寸形状,而且还能改 善金属材料的内部组织结构,提高金属材料的机械性能 。因此承受载荷大转速高的重要机械零件大多用压力 加工的方法生产,被广泛应用于国防机械 、冶金 、矿 山等部门以日常生活中。 一 锻造的定义v 锻造是指在冲击力或静压力作用下,使金属坯料产 生塑性变形,以获得具有一定形状尺寸和机械性能的加 工方法。v名词:塑性变形当外力增大到在金属内部产生的 内应力超过其弹性极限时,即使去除外力金属物体仍不 能恢复原来的形状,这种变形叫塑性变形。二 锻造的意义及特点: v改善金属材料的内部组织结构,提高其机械性能。通 过锻造能使金属内部的组织缺陷(气孔,疏松,晶粒粗 大)得以改善,形成良好的热变纤维组织,提高了零件 的塑性和冲击韧性,可承受更大的冲击力和载荷。v可以最大限度节约原材料。 v具有较高的生产效率。v生产灵活性较大。可锻制形状简单的也可锻制复杂的零件,即可锻制 小的也可锻制大的（1公斤-260吨）。三 锻造的分类： 1.按温度分为热锻，温锻，冷锻三种工艺。热锻有着悠久的历史，也是目前常用的一 种工艺,冷锻和温锻可获得零件较高的强度及表 面粗糙度,但需要较大吨位(规格)的设备。三 锻造的分类 2:按所用设备和工具的不同可分为:自由锻造 、胎模锻造、模型锻造、特种锻造四种。v自由锻造是使金属坯料在上下砧之间受到冲 击力或压力产生变形以制造锻件的方法，分为 手工锻和机器锻两种。坯料在变形时水平面的 各个方向一般是自由流动而不受限制,故称为自 由锻造。锻件的尺寸形状要依靠锻工的操作技 能来保证,故对工人的操作技能要求较高。适用 于形状简单、单件或小批量工件的生产。三 锻造的分类 v模型锻造是把坯料固定在模具上面,依靠模具限制 坯料的变形来获得与模镗尺寸一致的工件的方法。此 方法加工精度高效率高，适合用于形状复杂、大批量 工件的生产。 v胎模锻造介于上述二者之间,用自由锻造的方法初锻成 形后放入胎具在空气锤上终锻成形。v特种锻造是在专用设备上或特殊磨具内使金属坯 料成形的一种工艺,如:径向锻造、摆动辗压、电热顶 镦等，是新发展起来的一些锻造新工艺。设备:空气锤空气锤工作原理：空气锤的动力来源是电 动机，电动机通过减速机构和曲柄连杆机构推 动压缩缸中的压缩活塞产生压缩空气，再通过 上下旋阀的配气作用，使压缩空气进入工作缸 的上部或下部或直接与大气连通。工作缸上腔 进气下腔排气锤头打击，下腔进气上腔排气锤 头上悬，与大气连通则锤头下压。四 自由锻造工艺1.下料:获取锻件所用坯料的过程,应选用塑性好可 锻性高的金属材料。如： 碳素钢类:A3、45#、T7、T8 等合金钢类:20Cr、40Cr、65Mn等有色金属类:Cu、Al、Ti等四 自由锻造工艺 2.坯料加热 2.1.目的:通过加热可提高金属材料的塑性和 可锻性,降低其变形抗力,以利于金属变形,并获 得良好的锻后组织。四 自由锻造工艺 2.2.方法与设备按热源不同可分为火焰加热和电加热火焰加热:是通过燃料燃烧所释放出的热能 对金属进行传导,辐射,对流加热的方法。优点是 燃料来源广泛价格低廉如煤、碳、油、气等,缺 点是加热质量不高,温度难以控制的很精确。设备:手锻炉、反射炉、油炉等四 自由锻造工艺电加热:是用电炉对金属坯料进行加热。优 点是温度可以控制准确及加热质量高,缺点是电 能较贵加热成本高。设备:电阻炉、电感应炉等四 自由锻造工艺2.3.温度:在热锻工艺中温度非常重要,合适与 否将直接影响锻件的质量。始锻温度:金属坯料开始锻造时允许加热的 最高温度。 终锻温度:金属坯料停止锻造时允许锻打的 最低温度。四 自由锻造工艺2.4.测温方法：v利用仪器仪表：如热电偶温度计，光学温度计v 火色鉴定法：是通过观察高温下坯料在不同温 度段显示的颜色来确定其温度的方法。如45#钢 1200淡黄色、900淡红色、800樱红色等。四 自由锻造工艺2.5.加热所产生的缺陷 v氧化:金属坯料在高温下与氧化性气体（氧气，二氧化 碳等）接触产生氧化皮，每次约占工件重量的2.5%左 右。氧化是不可绝对避免的，可在保证质量的前提下 采用快速加热和一些措施来尽量减少。 v脱碳:坯料在加热时表层碳份的烧损，脱碳层深度不能 超过工件加工余量的深度，否则将影响工件的机械性 能，防止措施与氧化相同。四 自由锻造工艺v过烧:当加热温度接近其熔化温度，氧化性气体 渗入晶粒边界，破坏了晶粒间的机械联系，使 坯料一锻即碎成为废品。v过热:即在略低于过烧温度的高温下停留时间过 长，钢的晶粒急剧长大而影响到锻后的机械性 能.v工件开裂:由于表面和心部产生温差，使内部产 生应力导致裂纹。四 自由锻造工艺 3.锻造成形工序v镦粗:是使工件横截面积增大高度减小的加工方 法，分为全部镦粗和局部镦粗。工件直径与高 度之比不能大于1/2.53，此方法适合加工圆盘 类工件如发兰盘，螺母等。v拔长:是使工件横截面积减小而长度增加的加工 方法，分为全部拔长和局部拔长。效率快慢与 从送进量有关。此方法适合加工长形工件如轴 、杆、键等。四 自由锻造工艺v冲孔:在工件上冲出透孔或不透孔的加工方法。 首先应对坯料进行镦粗，可采用两面冲孔法。 此方法适合加工空心件，如：齿轮毛坯、圆环 、套筒等。v切割:是把坯料切肩或剁开的方法，用于下料 和切除料头等。v弯曲:即将坯料沿其轴线形成一定角度或弧度 的加工方法，用于加工吊勾、曲杆等。 四 自由锻造工艺v扭转:将坯料的一部分相对与另一部分绕其轴 线旋转一定角度的加工方法，如麻花钻。v错移：将坯料一部分相对于另一部分错开，并 保持两部分轴线平行的加工方法，如曲轴，偏 心轴等。 四 自由锻造工艺4.工件的冷却 4.1.冷却规律：锻件的形状越复杂，尺寸 越大，含碳元素及合金元素较高冷却速度越慢 ，冷却速度一般控制在1540/小时。 四 自由锻造工艺4.2.冷却方法：v空冷工件在锻完后放在地面上在室温中冷却，此 方法冷却速度间快，简单易行，适合于低碳钢中碳钢 的一些小型锻件的冷却。v坑冷或灰沙冷工件在锻完后放在坑或特制的铁箱 子中，或用灰沙覆盖来冷却的方法，适合于中碳钢碳 素工具钢的一些中小型锻件。v炉冷把锻后工件放入不低于500600度加热炉中， 随着炉温的降低慢慢冷却下来。适合于高碳钢及高合 金钢及一些大型锻件冷却，此方法的冷却效果最好。四 自由锻造工艺4.3.冷却缺陷v表面硬度高，对切削刀具磨损大不利于加工。v工件变形，发生翘曲。v工件开裂，冷却速度过快造成。总之，锻件在冷却时应根据冷却规律选择正 确的冷却方法已获得理性的冷却效果。五 安全问题v必须有良好的实习和劳动纪律。v必须严格遵守设备和工具的操作使用要领和规 章制度。v严禁触摸锻后冷却中的工件，以免烫伤。v严禁将手伸入空气锤上下砧之间或冲床模具中 件。v未经允许不得擅自开动任何机械或电器设备 谢谢大家预祝大家 实习取得好成绩空气锤组织结构国防矿山冶金日常生活自由锻造胎模锻造 模型锻造火焰加热电加热