利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。鍛造和衝壓同屬塑性加工性質,統稱鍛壓。鍛造是機械製造中常用的成形方法。通過鍛造能消除金屬的鑄態疏鬆,焊合孔洞,鍛件的機械性能一般優於同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋製的板材、型材或焊接件外,多採用鍛件。
分類 鍛造按坯料在加工時的溫度可可分為冷鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工,熱鍛是在高於坯料金屬的再結晶溫度下加工。有時還將處於加熱狀態,但溫度不超過再結晶溫度時進行的鍛造稱為溫鍛。這種劃分在生產中並不完全統一。
鋼的再結晶溫度約為460℃,但普遍采用800℃作為劃分線,高於800℃的是熱鍛;在300~800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。
鍛造按成形方法則可分為自由鍛、模鍛、冷鐓、徑向鍛造、擠壓、成形軋制、輥鍛、輾擴等。坯料在壓力下產生的變形基本不受外部限制的稱自由鍛,也稱開式鍛造。其他鍛造方法的坯料變形都受到模具的限制,稱為閉模式鍛造。成形軋制、輥鍛、輾擴等的成形工具與坯料之間有相對的旋轉運動,對坯料進行逐點、漸近的加壓和成形,故又稱為旋轉鍛造。
鍛造材料 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。
①棒料: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,便於組織批量生產。隻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。
②鑄錠:僅用於大型鍛件。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。
③金屬粉末: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。鍛件粉末接近於一般模鍛件7.8克/厘米3的密度,具有良好的機械性能,並且精度高,可減少後續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻,沒有偏析,可用於制造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠高於一般棒材的價格,在生產中的應用受到一定限制。
④液態金屬:對澆註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,可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態金屬模鍛是介於壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用於一般模鍛難於成形的復雜薄壁件。
工藝流程
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參考書目
張志文:《鍛造工藝學》,機械工業出版社,北京,1983。