鍛造知識

龍迪

鍛造知識

& o- d- y1 d$ Z! n6 Z* N; C' Q+ m
/ W4 `! r0 ~& Z( u' F! J, I

一、鍛造基礎知識
5 B$ F/ `/ [; W! \$ J1.    鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。
2.    當溫度超過300-400℃（鋼的藍脆區(qū)），達到700-800℃時，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改善。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進行的鍛造，針對鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個成型溫度區(qū)域。原本這種溫度區(qū)域的劃分并無嚴格的界限，一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。
1 N  B1 J3 u6 {0 s) x3.    鍛模壽命（熱鍛2-5千個，溫鍛1-2萬個，冷鍛2-5萬個）
$ F7 D4 J' b1 P+ ~3 O3 s/ u! m' q  J4.    在低溫鍛造時，鍛件的尺寸變化很小。在700℃以下鍛造，氧化皮形成少，而且表面無脫碳現(xiàn)象。因此，只要變形能在成形能范圍內(nèi)，冷鍛容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。只要控制好溫度和潤滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時，由于變形能和變形阻力都很小，可以鍛造形狀復雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件，可在900-1000℃溫度域內(nèi)用熱鍛加工
( W, ^' o- A, i$ M- c* O6 l5.    坯料在冷鍛時要產(chǎn)生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載，因此，需要使用高強度的鍛模和采用防止磨損和粘結(jié)的硬質(zhì)潤滑膜處理方法
6.    一般說來，鑄件的力學性能低于同材質(zhì)的鍛件力學性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，
, ?9 q$ q7 o3 x7 i使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學性能與長的使用壽命。
  Y1 U( V4 o  p% U7.    計算鍛造難度系數(shù):K=鍛件體積/最大包容體積(矩形);若K>6,則鍛件屬于易鍛產(chǎn)品,若K<3,則屬于難鍛產(chǎn)品.(當然具體情況具體對待).
; P2 u' M6 _6 B: Q6 H8.    根據(jù)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。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。
; L( U' _! L: [9 Z+ Z9.    根據(jù)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(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)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(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)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(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。
# Q8 ~/ n( }* P4 q# r8 o; P& V; J10.    鍛造設備的模具運動與自由度是不一致的，根據(jù)下死點變形限制特點，鍛造設備可分為下述四種形式：
3 I0 M# I8 X- g; P8 D· 限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動滑塊的油壓機。
) @$ _/ u9 @  b$ i) E3 [; ^: B: x· 準沖程限制方式：油壓驅(qū)動曲柄連桿機構的油壓機。
6 b4 t$ T/ E0 C3 O1 B· 沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機構驅(qū)動滑塊的機械式壓力機。
: q, m; @; Z' f: b% I- G; I· 能量限制方式：利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。
  `8 d5 p7 b% g/ W6 B; N- l8 }11.    鍛壓的生產(chǎn)過程包括成形前的鍛坯下料、鍛坯加熱和預處理；成形后工件的熱處理、清理、校正和檢驗
12.    未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量、發(fā)展精密鍛造和精密沖壓技術、研制生產(chǎn)率和自動化程度更高的鍛壓設備和鍛壓生產(chǎn)線、發(fā)展柔性鍛壓成形系統(tǒng)、發(fā)展新型鍛壓材料和鍛壓加工方法等方面發(fā)展。
; ^& d' p! b  k; Z* N2 o. g; |提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量，主要是提高它們的機械性能(強度、塑性、韌性、疲勞強度)和可靠度。這需要更好地應用金屬塑性變形理論；應用內(nèi)在質(zhì)量更好的材料；正確進行鍛前加熱和鍛造熱處理；更嚴格和更廣泛地對鍛壓件進行無損探傷。
' S, a, c1 m2 s% }/ V0 R' Z2 U少、無切削加工是機械工業(yè)提高材料利用率、提高勞動生產(chǎn)率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。鍛坯少、無氧化加熱，以及高硬、耐磨、長壽模具材料和表面處理方法的發(fā)展，將有利于精密鍛造、精密沖壓的擴大應用。

/ z' U) A: k3 ]3 b0 s
( i  r* x2 j8 J  M- m1 L

二、鍛壓設備知識
鍛壓機械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機械設備。鍛壓機械包括成形用的鍛錘、機械壓力機、液壓機、螺旋壓力機和平鍛機，以及開卷機、矯正機、剪切機、鍛造操作機等輔助機械。
. B1 ^  i* }" h, ~鍛壓機械主要用于金屬成形，所以又稱為金屬成形機床。鍛壓機械是通過對金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點，故多為重型設備，設備上多設有安全防護裝置，以保障設備和人身安全。
8 m8 c# a8 r7 X! B% r1 B' p人們?yōu)榱酥圃旃ぞ撸畛跏怯萌肆Α⑿罅D(zhuǎn)動輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機械。14世紀出現(xiàn)了水力落錘。15～16世紀航海業(yè)蓬勃發(fā)展，為了鍛造鐵錨等，出現(xiàn)了水力驅(qū)動的杠桿錘。18世紀出現(xiàn)了蒸汽機和火車，因而需要更大的鍛件。
    1842年，英國工程師內(nèi)史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機械的時代。1795年,英國的布拉默發(fā)明水壓機，但直到19世紀中葉，由于大鍛件的需要才應用于鍛造。
隨著電動機的發(fā)明，十九世紀末出現(xiàn)了以電為動力的機械壓力機和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以來，七十五萬千牛的模鍛水壓機、一千五百千焦的對擊錘、六萬千牛的板料沖壓壓力機、十六萬千牛的熱模鍛壓力機等重型鍛壓機械，和一些自動冷鐓機相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機械體系。
二十世紀60年代以后，鍛壓機械改變了從19世紀開始的，向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程2000次的高速壓力機、六萬千牛的三坐標多工位壓力機、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機、能冷鐓直徑為48毫米鋼材的多工位自動冷鐓機和多種自動機，自動生產(chǎn)線等。各種機械控制的、數(shù)字控制的和計算機控制的自動鍛壓機械以及與之配套的操作機、機械手和工業(yè)機器人也相繼研制成功。現(xiàn)代化的鍛壓機械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動條件，環(huán)境污染很小。
, u* }- t2 W: @  T7 S鍛壓機械主要包括各種鍛錘、各種壓力機和其他輔助機械。
6 o2 U2 C3 e( M0 q9 t3 @4 d鍛錘是由重錘落下或強迫高速運動產(chǎn)生的動能，對坯料做功，使之塑性變形的機械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機械。它結(jié)構簡單、工作靈活、使用面廣、易于維修，適用于自由鍛和模鍛。但震動較大，較難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
機械壓力機是用曲柄連桿或肘桿機構、凸輪機構、螺桿機構傳動，工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高，易于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在自動線上工作。機械壓力機在數(shù)量上居各類鍛壓機械之首。
冷鐓機等各種線材成形自動機、平鍛機、螺旋壓力機、徑向鍛造機、大多數(shù)彎曲機、矯正機和剪切機等，也具有與機械壓力機相似的傳動機構，可以說是機械壓力機的派生系列。
液壓機是以高壓液體(油、乳化液等)傳送工作壓力的鍛壓機械。液壓機的行程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。液壓機工作平穩(wěn)，沒有震動，容易達到較大的鍛造深度，最適合于大鍛件的鍛造和大規(guī)格板料的拉深、打包和壓塊等工作。液壓機主要包括水壓機和油壓機。某些彎曲、矯正、剪切機械也屬于液壓機一類。
旋轉(zhuǎn)鍛壓機是鍛造與軋制相結(jié)合的鍛壓機械。在旋轉(zhuǎn)鍛壓機上，變形過程是由局部變形逐漸擴展而完成的，所以變形抗力小、機器質(zhì)量小、工作平穩(wěn)、無震動，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。輥鍛機、成形軋制機、卷板機、多輥矯直機、輾擴機、旋壓機等都屬于旋轉(zhuǎn)鍛壓機

三、鍛坯下料
在鍛造前把棒料切成所需長度的工序。下料方法主要有切削下料和鍛壓設備下料兩種。
切削下料
用鋸片﹑鋸條﹑鋸帶﹑薄片砂輪和車刀切斷鍛坯。切削下料端面平整﹐但切口損耗材料﹐生產(chǎn)率低﹐多用於品種多﹑批量較小或?qū)η锌谫|(zhì)量要求高的鍛坯。
! X! t" ]' R- d6 |9 Z$ o鍛壓設備下料
有剪切﹑摺斷﹑加熱后用剁刀切等方法。剪切下料刀口形狀和棒料截面相似。小尺寸的棒料多用冷剪。對有些合金鋼和尺寸較大的碳鋼棒料﹐為防止斷口產(chǎn)生裂紋﹐還須加熱到350～550℃剪切。如果用多工位熱鍛自動機﹐也可在鍛造溫度下熱切。剪切下料效率高﹐適用於大批生產(chǎn)﹐切口沒有材料損耗﹐但剪切端面質(zhì)量較差。採用精密剪切工藝和設備﹐可以改善剪切端面的平整度和減小下料的重量誤差。提高剪切精度的辦法因材料而異。主要方法有把棒料置於夾緊狀態(tài)下剪切和高速剪切。剪切后的端面和軸線的不垂直度可小於1°﹐重量誤差在0.5～1％以內(nèi)。
摺斷下料是在棒料需摺斷處先鋸切或氣割出一小缺口﹐然后將棒料兩端墊起使缺口懸空﹐在缺口背面施加壓力﹐將棒料摺斷。這種方法適用於摺斷塑性較差的鋼材
下料設備
用於下料的鍛壓設備主要是剪斷機，也可用機械壓力機和螺旋壓力機下料。中國生產(chǎn)的16000千牛棒料剪斷機﹐可剪直徑230毫米的碳鋼棒料。

四、坯料加熱
3 V" C4 ~, e; h0 M1 s1 j# i熱態(tài)鍛造前的重要工序。金屬加熱到一定溫度后塑性提高﹐變性抗力減小，金屬隨著溫度提高而強度降低。
加熱溫度
# p& s: Q  D3 q; D鍛坯一般加熱到金屬的允許始鍛溫度。為保證裡外溫度均勻﹐鍛坯表面加熱到所需溫度后還應保溫一定時間。保溫時間與金屬的導熱係數(shù)﹑鍛坯的截面尺寸和在爐內(nèi)的放置狀態(tài)有關。冷坯料加熱的昇溫速度不宜太高﹐以防止表層與心部之間出現(xiàn)過大的溫差和在心部出現(xiàn)大的熱應力。心部熱應力容易引起裂紋。常用的測溫儀錶有測爐溫的熱電偶﹐測金屬表面溫度的光學高溫計。
8 B  s5 n" c- J! e" N# {加熱方法
0 Z3 @$ S8 H8 j% K- x古代鍛造是用明火直接加熱鍛坯。現(xiàn)代鍛坯加熱使用各種燃煤﹑燃油﹑燃氣和電熱式的工業(yè)爐﹐包括間歇式的室式爐﹑臺車式爐﹑電阻爐﹑感應爐和連續(xù)式爐。感應爐具有加熱速度快﹑溫度均勻﹑佔地小﹑便於自動控制等優(yōu)點﹐已廣泛應用於中﹑小模鍛件生產(chǎn)線中。鍛坯加熱消耗大量能源﹐因此必須提高工業(yè)爐的熱效率﹐改進加熱的管理和操作。
; w9 [5 n: j3 O: S/ {( o& p在高溫下﹐鋼中的鐵與爐氣中的氧化合﹐形成 FeO﹑Fe3O4﹑Fe2O3等氧化物﹐稱為氧化皮。氧化皮的產(chǎn)生會增加金屬的耗損。一般間歇式火焰加熱爐的氧化燒損率為2～3％﹐感應加熱小於 0.5％。此外﹐氧化皮還會加劇模具的磨損﹐降低鍛件精度和導致表面粗糙﹐從而加大機械加工的加工餘量﹐增加了材料消耗。氧化皮還阻礙熱的傳導﹐延長加熱時間﹐影響爐底壽命和工業(yè)爐的機械化作業(yè)。氧化除產(chǎn)生氧化皮外﹐還會減少鋼的表層碳含量﹐形成脫碳層﹐降低鍛件表層的硬度和強度。氧化皮的產(chǎn)生更不利於精密鍛造。為避免或減少氧化引起的各種問題和損失﹐20世紀以來人們對鍛坯少無氧化加熱作了許多研究﹐研究成果已用於工業(yè)生產(chǎn)。

huaguwu

學習了，好冬冬

tqh142356

感覺還行

蟲子621529

學習了~剛?cè)霗C械行業(yè)，不太懂，學習了

/fw/錯了節(jié)拍

; S0 E/ o* P! g$ v8 D( }/ ]很好，謝謝啊！！

289998475

太膚淺了

麥田1988

挺好的東西，最近我也在做直齒輪精鍛模具設計。。。學習了

Zh￥Xiang

好資料，學習學習…………

xylf49

學習了，鍛造就是說的模具方面的知識吧。

_咔哇咿!◆仇

謝謝了，屬于基礎知識，三克油。