鍛造
文章來源：sjzwx 更新時(shi)間：2013-12-25 09:57:37
鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造是(shi)一種利(li)用鍛(duan)(duan)(duan)(duan)壓(ya)(ya)機(ji)械對(dui)金(jin)屬坯(pi)料(liao)施加(jia)(jia)壓(ya)(ya)力(li)，使(shi)其產生(sheng)塑性(xing)變形以獲得具(ju)有一定(ding)機(ji)械性(xing)能(neng)、一定(ding)形狀(zhuang)和尺寸(cun)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)方(fang)法，鍛(duan)(duan)(duan)(duan)壓(ya)(ya)（鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造與沖壓(ya)(ya)）的(de)(de)(de)(de)兩大組成部分(fen)之一。通過鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造能(neng)消除金(jin)屬在冶煉過程中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)態疏(shu)松(song)等缺陷，優化微觀組織結構，同(tong)時(shi)由于保存(cun)了完整的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流(liu)線，鍛(duan)(duan)(duan)(duan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械性(xing)能(neng)一般優于同(tong)樣(yang)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)。相關機(ji)械中(zhong)負載高、工(gong)(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)(jian)嚴峻的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要零件(jian)(jian)，除形狀(zhuang)較簡單的(de)(de)(de)(de)可用軋(ya)制的(de)(de)(de)(de)板材(cai)、型(xing)材(cai)或焊接件(jian)(jian)外，多(duo)采用鍛(duan)(duan)(duan)(duan)件(jian)(jian)。
變形溫度
鋼的開始再結晶溫度約為727℃，但普遍采用800℃作為劃分線，高于800℃的是熱鍛；在300～800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。
坯料的移動方式
根據坯料的移動方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。
1、自由鍛。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵（砧塊）間產生變形以獲得所需鍛件，主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。
2、模鍛。模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛．金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件，又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等。
3、 閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊，材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊，鍛件的受力面積就減少，所需要的荷載也減少。但是，應注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴格控制坯料的體積，控制鍛模的相對位置和對鍛件進行測量，努力減少鍛模的磨損。
鍛模的運動方式
根據鍛模的運動方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾
我國首臺400MN（4萬噸）重型航空模鍛液壓機
環也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉鍛造也是局部成形的，它的優點是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實現形成。包括自由鍛在內的這種鍛造方式，加工時材料從模具面附近向自由表面擴展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運動方向和旋鍛工序用計算機控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復雜、精度高的產品,例如生產品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。
鍛造設備的模具運動與自由度是不一致的，根據下死點變形限制特點，鍛造設備可分為下述四種形式：
1、限制鍛造力形式：油壓直接驅動滑塊的油壓機。
2、準沖程限制方式：油壓驅動曲柄連桿機構的油壓機。
3、沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機構驅動滑塊的機械式壓力機。
4、能量限制方式：利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。
重型航空模鍛液壓機進行熱試
為了獲得高的精度應注意防止下死點處過載，控制速度和模具位置。因為這些都會對鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外，為了保持精度，還應注意調整滑塊導軌間隙、保證剛度，調整下死點和利用補助傳動裝置等措施。
滑塊的運動方式
還有滑塊垂直和水平運動(用于細長件的鍛造、潤滑冷卻和高速生產的零件鍛造)方式之分，利用補償裝置可
順利鍛造出首個大型盤類件產品
以增加其它方向的運動。上述方式不同，所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產量、尺寸公差和潤滑冷卻方式都不一樣，這些因素也是影響自動化水平的因素。
鍛造用材
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產品質量、降低成本有很大關系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良好，形狀和尺寸準確，表面質量好，便于組織批量生產。只要合理控制加熱溫度和變形條件，不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優良的鍛件。
鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態組織，有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過大的塑性變形，將柱狀晶破碎為細晶粒，將疏松壓實，才能獲得優良的金屬組織和機械性能。
經壓制和燒結成的粉末冶金預制坯，在熱態下經無飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度，具有良好的機械性能，并且精度高，可減少后續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻，沒有偏析，可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠高于一般棒材的價格，在生產中的應用受到一定限制。 、
對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力，使其在壓力作用下凝固、結晶、流動、塑性變形和成形，就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法，特別適用于一般模鍛難于成形的復雜薄壁件。
鍛造用料除了通常的材料，如各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區相對較窄，所以鍛造難度會相對較大，不同材料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴格的要求。
工藝流程
不同的鍛造方法有不同的流程，其中以熱模鍛的工藝流程最長，一般順序為：鍛坯下料；鍛坯加熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；矯正；中間檢驗，檢驗鍛件的尺寸和表面缺陷；鍛件熱處理，用以消除鍛造應力，改善金屬切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矯正；檢查，一般鍛件要經過外觀和硬度檢查，重要鍛件還要經過化學成分分析、機械性能、殘余應力等檢驗和無損探傷。
