锻造技术知识大全.docx

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1、徽粗(a)拔长冲孔优点：(1)锻造灵活性大，可以生产不足IOOkg的小件，也可以生产大至300t以上的重型件；(2)所用工具为简单的通用工具；(3)锻件成形是使坯料分区域逐步变形，因而，锻造同样锻件所需锻造设备的吨位比模型锻造要小得多；(4)对设备的精度要求低；(5)生产周期短。缺点及局限性：(1)生产效率比模型锻造低得多；(2)锻件形状简单、尺寸精度低、表面粗糙；工人劳动强度高，而且要求技术水平也高；(3)不易实现机械化和自动化。2.模锻模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。按所用设备的不同分类：锤上模

2、锻、曲柄压力机模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。锤上模锻最常用的设备是蒸汽-空气模锻锤、无砧座锤和高速锤等。锻模模膛：根据其功用不同可分为模锻模膛和制坯模膛两大类。新I才荣1在缆锤上模锻所用的锻模(1锤头；2上模；3飞边槽；4下模；5模垫；6,7,10紧固楔铁；8分模面；9模膛)1)模锻模膛(1)预锻模膛：预锻模膛的作用是使毛坯变形到接近于锻件的形状和尺寸，这样在进行终锻时，金属容易填满模膛而获得锻件所需要的尺寸。对于形状简单的锻件或批量不大时可不设预锻模膛。预锻模膛的圆角和斜度要比终锻模膛大得多，而且没有飞边槽。(2)终锻模膛：终锻模膛的作用是使毛坯最后变形到锻件所要求的形状和尺寸,因

3、此，它的形状应和锻件的形状相同；但因锻件冷却时要收缩，故终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。钢锻件收缩量取1.5%0另外，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。2)制坯模膛对于形状复杂的锻件，为了使毛坯形状基本符合锻件形状，以便使金属能合理分布和很好地充满模膛，就必须预先在制坯模膛内制坯。弯曲连杆锻造过程(1)拔长模膛：它是用来减少毛坯某部分的横截面积，以增加该部分的长度。拔长模膛分为开式和闭式两种。拔长模膛：（a）开式；（b）闭式（2）滚压模膛：它是用来减少毛坯某一部分的横截面积，以增加另一部分的横截面积，从而使金属按锻件形状来分布。

4、滚压模膛分为开式和闭式两种。滚压模膛：（a）开式；（b）闭式（3）弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲毛坯。弯曲模膛(4)切断模膛：它是在上模与下模的角上组成一对刀口，用来切断金属。切断模膛优点： 生产效率较高。模锻时，金属的变形在模膛内进行,故能较快获得所需形状； 能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命； 模锻件的尺寸较精确，表面质量较好，加工余量较小； 节省金属材料，减少切削加工工作量。 在批量足够的条件下，能降低零件成本。缺点及局限性： 模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在70Kg以下；锻模的制造周期长、成本高； 模锻设备的投资费用比

5、自由锻大。3.轻锻辑锻是指用一对相向旋转的扇形模具使坯料产生塑性变形，从而获得所需锻件或锻坯的锻造工艺。馄锻示意图轻锻变形原理如上所示。提锻变形是复杂的三维变形。大部分变形材料沿着长度方向流动使坯料长度增加，少部分材料横向流动使坯料宽度增加。辑锻过程中坯料根截面面积不断减小。辎锻适用于轴类件拔长，板坯辗片及沿长度方向分配材料等变形过程。馄锻可用于生产连杆、麻花钻头、扳手、道钉、锄、镐和透平叶片等。混锻工艺利用轧制成形原理逐步地使毛坯变形。与普通模锻相比，馄锻具有设备结构较简单、生产平稳、振动和噪音小、便于实现自动化、生产效率高等优点。4.胎模锻胎模锻是采用自由锻方法制坯，然后在胎模中最后成形的

6、一种锻造方法，是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方法。在模锻设备较少，大部为自由锻锤中小型企业应用普遍。胎模锻使用胎模的种类很多，生产中常用的有：型摔、扣模、套模、垫模、合模等。扣模开式筒模：（a）整体筒模；（b）镶块筒模；（C）带垫模筒模闭式筒模闭式筒模多用于回转体锻件的锻造。如两端面带凸台的齿轮等，有时也用于非回转体锻件的锻造。闭式筒模锻造属无飞边锻造。对于形状复杂的胎模锻件，则需在筒模内再加两个半模（即增加一个分模面）制成组合筒模，毛坯在由两个半模组成的模膛内成形。组合筒模(1筒模；2右半模；3冲头；4左半模；5锻件)合模合膜通常由上下模两部分组成。为了使上下模吻合及不使锻件产生错移，经常

7、用导柱和导销定位。合模多用于生产形状复杂的非回转体锻件，如连杆、叉形锻件等。胎模锻与自由锻相比有如下优点：(1)由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高；(2)胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件；由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高15倍；(3)余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。缺点及局限性：(1)需要吨位较大的锻锤；(2)只能生产小型锻件；(3)胎模的使用寿命较低；(4)工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大；(5)胎模锻用于生产中、小批量的锻件。三、锻造缺陷及分析锻造用的原材料为铸锭

8、、轧材、挤材及锻坯。而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。再加上在锻造过程中锻造工艺的不当，最终导致锻件中含有缺陷。以下简单介绍一些锻件中常见的缺陷。1 .由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引

9、起锻件裂纹。折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧轻上的型槽定径不正确,或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。层状断口多发生在合金钢（铝银钢、珞银铝钢等），碳钢中也有发现。这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹

10、杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的亮线（亮区）亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。亮线主要是由于合金偏析造成的。轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。非金属夹杂非金属夹杂物主要是熔炼或浇铸的钢水冷却过程中由于成分之间或金属与炉气、容器之间的化学反应形成的。另外，在金属熔炼和浇铸时，由于耐火材料落入钢液中，也能形成夹杂物，这种夹

11、杂物统称夹渣。在锻件的横断面上，非金属夹杂可以呈点状、片状、链状或团块状分布。严重的夹杂物容易引起锻件开裂或降低材料的使用性能。碳化物偏析碳化物偏析经常在含碳高的合金钢中出现。其特征是在局部区域有较多的碳化物聚集。它主要是钢中的莱氏体共晶碳化物和二次网状碳化物，在开坯和轧制时未被打碎和均匀分布造成的。碳化物偏析将降低钢的锻造变形性能，易引起锻件开裂。锻件热处理淬火时容易局部过热、过烧和淬裂。铝合金氧化膜铝合金氧化膜一般多位于模锻件的腹板上和分模面附近。在低倍组织上呈微细的裂口，在高倍组织上呈涡纹状，在断口上的特征可分两类：其一，呈平整的片状，颜色从银灰色、浅黄色直至褐色、暗褐色；其二，呈细小密

12、集而带闪光的点状物。铝合金氧化膜是熔铸过程中敞露的熔体液面与大气中的水蒸气或其它金属氧化物相互作用时所形成的氧化膜在转铸过程中被卷人液体金属的内部形成的。锻件和模锻件中的氧化膜对纵向力学性能无明显影响，但对高度方向力学性能影响较大，它降低了高度方向强度性能，特别是高度方向的伸长率、冲击韧度和高度方向抗腐蚀性能。白点白点的主要特征是在钢坯的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在横向断口上呈细小的裂纹。白点的大小不一，长度由120mm或更长。白点在银铭钢、银铝铝钢等合金钢中常见,普通碳钢中也有发现,是隐藏在内部的缺陷。白点是在氢和相变时的组织应力以及热应力的共同作用下产生的，当钢中含氢量较多和热

13、压力加工后冷却（或锻后热处理）太快时较易产生。用带有白点的钢锻造出来的锻件，在热处理时（淬火）易发生龟裂，有时甚至成块掉下。白点降低钢的塑性和零件的强度，是应力集中点，它像尖锐的切刀一样，在交变载荷的作用下，很容易变成疲劳裂纹而导致疲劳破坏。所以锻造原材料中绝对不允许有白点。粗晶环粗晶环常常是铝合金或镁合金挤压棒材上存在的缺陷。经热处理后供应的铝、镁合金的挤压棒材，在其圆断面的外层常常有粗晶环。粗晶环的厚度，由挤压时的始端到末端是逐渐增加的。若挤压时的润滑条件良好，则在热处理后可以减小或避免粗晶环。反之，环的厚度会增加。粗晶环的产生原因与很多因素有关。但主要因素是由于挤压过程中金属与挤压筒之间

14、产生的摩擦。这种摩擦致使挤出来的棒材横断面的外表层晶粒要比棒材中心处晶粒的破碎程度大得多。但是由于筒壁的影响，此区温度低，挤压时未能完全再结晶，淬火加热时未再结晶的晶粒再结晶并长大吞并已经再结晶的晶粒，于是在表层形成了粗晶环。有粗晶环的坯料锻造时容易开裂，如粗晶环保留在锻件表层，则将降低零件的性能。缩管残余缩管残余一般是由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净，开坯和轧制时残留在钢材内部而产生的。缩管残余附近区域一般会出现密集的夹杂物、疏松或偏析。在横向低倍中呈不规则的皱折的绛隙。锻造时或热处理时易引起锻件开裂。2 .备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响备料不当产生的缺陷有以下几种。切斜切斜是在

15、锯床或冲床上下料时，由于未将棒料压紧，致使坯料端面相对于纵轴线的倾斜量超过了规定的许可值。严重的切斜，可能在锻造过程中形成折叠。还料端部弯曲并带毛刺在剪断机或冲床上下料时，由于剪刀片或切断模刃口之间的间隙过大或由于刃口不锐利，使坯料在被切断之前已有弯曲，结果部分金属被挤人刀片或模具的间隙中，形成端部下垂毛刺。有毛刺的坯料，加热时易引起局部过热、过烧，锻造时易产生折叠和开裂。坯料端面凹陷在剪床上下料时，由于剪刀片之间的间隙太小，金属断面上、下裂纹不重合，产生二次剪切，结果部分端部金属被拉掉，端面成凹陷状。这样的坯料锻造时易产生折叠和开裂。端部裂纹在冷态剪切大断面合金钢和高碳钢棒料时，常常在剪切后34h发现端部出现裂纹。主要是由于刀片的单位压力太大，使圆形断面的坯料压扁成椭圆形，这时材料中产生了很大的内应力。而压扁的端面力求恢复原来的形状，在内应力的作用下则常在切料后的几小时内出现裂纹。材料硬度过高、硬度不均和材料偏析较严重时也易产生剪切裂纹。有端部裂纹的坯料，锻造时裂纹将进一步扩展。气割裂纹气割裂纹一般位于