锻压技术概述
扭转——使坯料的一部分相对于另一部分旋转一定角度
的锻造工序。
切断——分割坯料或切除料头的锻造工序。
方形截面切断
圆形截面切断
自由锻造基本特点：
①金属流动不受工具的限制；
②锻件形状尺寸精确度低，加工余量大；
③操作技术要求高，适于形状简单锻件的加工成型。
锻造成型工艺：模型锻造
利用高强度金属锻模模具使坯料在其内受压变形,获得锻件 的锻造方法称为模锻。 按变形特点分：开式模锻和闭式模锻 模型锻造 按所用设备分：锤上模锻、曲柄压力机模锻
④ 模锻生产可比自由锻生产节省金属材料,减少切削加工工
作量,批量足够下降低零件成本。
锻造成型工艺：胎膜锻
胎模锻——是自由锻与模锻相结合的加工方法，即在自
由锻设备上使用可移动的模具生产锻件。
1.胎模结构
锤子
锤头胎模结构
2.胎模锻的特点及应用
模具结构简单、易于制造、不需要专用锻造设备 胎模锻件质量没有模锻件高 工人劳动强度较大 胎模寿命短 生产率较低
简称为自由锻，它是利用冲击力或压力使金属在锻 压设备的上、下两个抵铁之间直接产生塑性变形， 金属沿垂直于作用力的方向上自由变形，获得具有 一定形状、尺寸和性能锻件的加工方法。
自由锻造分为手工自由锻、锤上自由锻和液压机 自 由锻。
自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序
镦粗、拔长、冲孔、扭转、弯曲等。
圆形坯料拔长时的过渡截面形状
逐次送进和反复转动坯料进行压缩变形的，效率低
冲孔——是用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造
工序。 1）单面冲孔：厚度小的坯料
2）双面冲孔
预冲凹坑
冲至3/4深度
翻转坯料
冲透坯料
弯曲——使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。
a）
b） a），b）角度弯曲 c）成形弯曲
c）
、平锻机模锻等。
按生产的锻件精度分:普通模锻和精密模锻 锻模： 金属在热
态 或 冷态 下进 行 体 积 成形 时所 用 的模具总称
按模膛功用不同，锻模分为： 制坯模膛、预锻模膛、终锻模 膛此外还有切边、整形等模膛。
基本特点：
① 生产率较高；金属变形在模膛内进行,金属流动受工具的
限制,较快获得所需形状; ② 模锻件尺寸精确度高，加工余量小； ③ 可以锻造出形状较复杂的锻件,锻件质量小于150kg,适合 小型锻件的大批量生产;
镦粗——是对原坯料沿轴向锻打，使其高度降低、 横截面面积增大的操作过程 。分为整体镦粗和局部锻 粗。
整体镦粗
局部锻粗
拔长——是使坯料长度增加、横截面面积减小的锻造工序。
拔长时，每次送进量L应为砧宽B的0.3～0.7倍。若L太大， 拔长效率反而下降；若L太小，又易产生夹层。
拔长的送进量 a）送进量合适 b）送进量太大，拔长效率低 c）送进量太小，易产生夹层
锻造成型工艺过程
生产工艺流程
模锻一般工艺流程
备料→加热→制坯（粗锻） →（加热→）
模锻→切边→ 冷却→热处理→表面清理→
矫正→防锈处理→检查 →入库
锻造成型工艺分类
锻造根据所使用工具和设备的不同，可分为：
自由锻、模锻和胎模锻三类。
按锻造成形温度的不同，可分为
热锻、等温锻造、常温锻造、温锻四类。
按锻造工具与工件相对运动方式分 普通锻造 辊锻
摆碾
径向锻造：坯料径向进给并旋转，利用锻件周围多锤头对锻件 进行高频率同步锻击。
锻造成型工艺：自由锻造
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锻 压
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3. 1 锻压概述
• 锻压通常是指自由锻造、模型锻造和板料冲压。锻压是对坯料施加外 力，使其产生塑性变形、改变其尺寸、形状及改善性能，用以制造机 械零件、工件或毛坯的成型方法。它是锻造与冲压的统称。具有同样 特征的生产方法还有轧制、挤压和拉拔等，它们的产品多是原材料。 这些加工方法统称为压力加工。
• 锻压生产中用塑性和变形抗力表示金属材料的锻造性能，塑性变形时， 金属材料的塑性变形和变形抗力综合反映了进行锻压生产的难易程度， 塑性越高、变形抗力越低，生产中就可以用较小的变形功来获得较大 的塑性变形。
• 随着加热温度的升高，金属材料的塑性升高、变形抗力降低，其锻 造性能变好。但是，加热温度过高也可能使被加热坯料质量下降，甚 至造成废品。
面不可避免地要和炉气中的氧化性气体(如O2 C，O2 H,2O S, O2 等)发 生化学反应，铁元素的氧化反应使坯料生成氧化皮，这种现象称为氧 化。氧化皮在后续的锻压生产中从坯料上脱落下来，造成坯料体积损 失，并使得表面质量下降，一旦脱落的氧化皮压人锻件，还会造成锻 件裂纹。每次加热的氧化烧损量约为坯料体积的2%~3% 。
• 由于以上特点，锻压生产被广泛应用于机械制造的各个工业领域中。
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3. 2 金属的加热和锻件的冷却
• 3. 2. 1加热目的和锻造温度范围
• 锻压生产需要金属材料具有较好的塑性，故在锻压生产之前，尤其是 锻造之前对金属材料进行加热以提高其塑性和降低变形抗力，保证锻 压生产的顺利进行，加热是锻压生产重要的工序。
缓慢地冷却至较低温度后再出炉冷却。 • 通常，碳素结构钢和低合金结构钢的中、小型锻件用空冷，高合金钢
一般采用冷却速度较慢的坑冷或炉冷，以防止表面硬化及可能出现的 表面裂纹。
3. 1 锻压概述
• 锻压通常是指自由锻造、模型锻造和板料冲压。锻压是对坯料施加外 力，使其产生塑性变形、改变其尺寸、形状及改善性能，用以制造机 械零件、工件或毛坯的成型方法。它是锻造与冲压的统称。具有同样 特征的生产方法还有轧制、挤压和拉拔等，它们的产品多是原材料。 这些加工方法统称为压力加工。
• 锻压生产中用塑性和变形抗力表示金属材料的锻造性能，塑性变形时， 金属材料的塑性变形和变形抗力综合反映了进行锻压生产的难易程度， 塑性越高、变形抗力越低，生产中就可以用较小的变形功来获得较大 的塑性变形。
• 随着加热温度的升高，金属材料的塑性升高、变形抗力降低，其锻 造性能变好。但是，加热温度过高也可能使被加热坯料质量下降，甚 至造成废品。
面不可避免地要和炉气中的氧化性气体(如O2 C，O2 H,2O S, O2 等)发 生化学反应，铁元素的氧化反应使坯料生成氧化皮，这种现象称为氧 化。氧化皮在后续的锻压生产中从坯料上脱落下来，造成坯料体积损 失，并使得表面质量下降，一旦脱落的氧化皮压人锻件，还会造成锻 件裂纹。每次加热的氧化烧损量约为坯料体积的2%~3% 。
• 由于以上特点，锻压生产被广泛应用于机械制造的各个工业领域中。
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3. 2 金属的加热和锻件的冷却
• 3. 2. 1加热目的和锻造温度范围
• 锻压生产需要金属材料具有较好的塑性，故在锻压生产之前，尤其是 锻造之前对金属材料进行加热以提高其塑性和降低变形抗力，保证锻 压生产的顺利进行，加热是锻压生产重要的工序。
缓慢地冷却至较低温度后再出炉冷却。 • 通常，碳素结构钢和低合金结构钢的中、小型锻件用空冷，高合金钢
一般采用冷却速度较慢的坑冷或炉冷，以防止表面硬化及可能出现的 表面裂纹。
锻压技术基础知识
退火 退火 退火
成型.2 滾光
成型.6
鍛壓成型具體實例展示 下料
退火
滾光
成型.1
退火
成型.3
退火
成型.4
退火
成型.2
退火
成型.5
鍛壓成型具體實例展示 粗切毛邊
退火
滾光
成型.6
退火
精切毛邊
滾光
成型.7
成品
鍛壓成型的未來發展方向
1.向精密成型即凈形鍛壓方向發展,直接成型零件,後 工序不用再加工.
2.向採用CAD/CAM模擬仿真鍛壓過程發展,可大大縮短 開發周期及開發成本.
為保証鍛件成品有良好的力學性能和切削性能，可通過鍛后熱處理 (退火）來消除加工硬化現象并消除內應力。
金屬塑性變形的基本定律
剪（切）應力定律 金屬材料在外力作用下，為平衡來自各方的外力， 在金屬內部便產生了作用在滑移方向的剪切力。只 有當金屬內部的剪應力達到臨界值時，才發生塑性 變形，臨界剪應力的大小決定于金屬的種類和變形 條件。
如机器中的主轴、齿轮等，但不能获得形状复杂的毛 坯或零件。
锻压的特点
5) 採用等溫鍛壓及超塑性鍛造工藝，可加工生產普通加工工藝難以成 型、產品性能要求極高、形狀特別復雜的航空航天及軍工產品；
6) 應用范圍廣泛:已普遍應用於機械、機器制造、交通運輸、冶金、 航天、航空、軍工等國民生產領域，成為一種非常重要的生產加工 技術；
最小阻力定律
當變形物體的質點能在不同方向上移動時，變形物體的每一質點總是沿 阻力最小方向移動，這就是最小阻力定律。 最小阻力定律在鍛造生產中具有重要意義。根據定律就可以在許多復雜 情況下確定金屬變形時各質點的移動方向，進而控制金屬坯料變形的流 動途徑，以利于金屬坯料的鍛造成型，從而達到降低變形能量消耗，提 高生產效率的目的。
第11章 锻压
第十一章 锻
压
第二节 金属的塑性变形
第十一章 锻
一、 金属塑性变形的实质 • • • • • • • • （一）单晶体的塑性变形 塑性变形：在外力作用 下，金属产生的不能恢复 原状的变形。 1.实质 在正应力的作用下，金 属只能产生弹性变形或断 裂。
压
第十一章 锻
在切应力的作用 下，金属首先产生 晶格歪扭即弹性变 形，当切应力足够 大时，晶体的一部 分与另一部分将沿 着某一晶面产生滑 移，外力去除后， 原子不能回到原来 的位置，这样就产
工序
压
基本工序
辅助工序
精整工序
镦粗
拔长
压钳口
整形
弯曲
扭转
压肩
冲孔
切断
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
第12章 锻压
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
第十一章 锻
压
二、自由锻工艺规程的制订 • 自由锻工艺规程包括以下内容：
自由锻工艺规程
第十一章 锻
• •
b.再结晶
压
当温度升高到该金属绝对熔化温度的0.4倍时，加工硬化现象完全消除， 这一过程称为再结晶。 • 再结晶温度：T再 = 0.4 T熔 • 在此温度，原子获得更高的能量，开始以碎晶或某些杂质为核心生长成新 的等轴晶粒，碎晶完全消失，宏观上表现为塑性、韧性上升，强度、硬度下 降，加工硬化现象完全消失。
第十一章 锻
• • •
压
3.回复与再结晶（消除加工硬化） a.回复
当温度升高到该金属绝对熔化温度的（0.25～0.3）倍时，加 工硬化现象得以部分消除，这一过程称为回复。 • 回复温度：T回 = （0.25～0.3）T熔 • 具有加工硬化的金属加热到这一温度时，原子获得足够的能量， 自动回到原来的平衡位置，晶格歪扭现象消除，内应力减小，加 工硬化部分消除。 • 热处理中称回复为去应力退火。
锻压技术和热加工工艺
锻压技术和热加工工艺锻压技术和热加工工艺是金属加工领域中常用的两种工艺，它们在制造业中扮演着重要的角色。
本文将介绍锻压技术和热加工工艺的基本概念、应用领域以及优缺点，并探讨它们对制造业的重要性。
一、锻压技术锻压技术是利用锻压设备对金属材料进行塑性变形的工艺。
在锻造过程中，通过对金属材料施加压力，使其在高温下发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
锻压技术广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
锻压技术的主要优点是能够提高材料的内部结构和力学性能。
通过锻造，金属材料的晶粒得到细化，晶界得到消除，从而提高了材料的强度和韧性。
此外，锻压技术还可以实现精确的成形，使得零件的尺寸和形状精度高，表面质量好。
然而，锻压技术也存在一些缺点。
首先，锻压过程需要较高的设备和工艺要求，成本较高。
其次，锻压工艺的适用范围有限，对于一些复杂形状和大尺寸的零件来说，锻造难度较大。
此外，锻压过程中还会产生较大的冲击力和噪音，对设备和环境造成一定的影响。
二、热加工工艺热加工工艺是利用热能对金属材料进行加工的工艺。
常见的热加工工艺包括热轧、热挤压、热拉伸等。
热加工工艺主要适用于金属材料的塑性变形和形状修整。
热加工工艺的主要优点是能够提高材料的塑性和变形能力。
在高温下，金属材料的塑性增加，容易发生塑性变形，从而实现较大的形状变化。
此外，热加工还可以改善材料的内部结构和力学性能，提高材料的强度和韧性。
然而，热加工工艺也存在一些缺点。
首先，热加工过程需要大量的能源消耗，对环境造成一定的影响。
其次，热加工对设备和工艺要求较高，需要控制好加热温度和加工速度，以避免产生缺陷和变形。
此外，热加工过程中还会产生较大的热应力和残余应力，对材料的性能和寿命产生影响。
三、锻压技术和热加工工艺的应用锻压技术和热加工工艺在制造业中有着广泛的应用。
锻压技术主要应用于汽车、航空航天、机械制造等领域，用于生产发动机零部件、车轮、轴承等关键零件。
热加工工艺主要应用于钢铁、有色金属等行业，用于生产钢材、铝材等金属材料。
锻压概述
锻造温度： ＊ 锻造温度： 始锻温度：碳钢比AE线低200C° 始锻温度：碳钢比AE线低200C°左右 AE线低200C 终锻温度：800C°左右， 终锻温度：800C°左右，过低难于锻 若强行锻造，将导致锻件破裂报废。 造 ，若强行锻造，将导致锻件破裂报废。
⒉变形速度的影响 变形速度---单位时间的变形程度 变形速度--单位时间的变形程度 变形速度u ε—变形程度 ＊变形速度u =dε/dt ε 变形程度
● 冷变形和热变形 ＊ 冷变形 在再结晶温度以下的变形； 在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但 变形程度不宜过大，否则易裂。 变形程度不宜过大，否则易裂。 ＊ 热变形 再结晶温度以上变形。 再结晶温度以上变形。 变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。在热变 变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。 形时无加工硬化痕迹。 形时无加工硬化痕迹。 金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。 金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。 热加工后组织性能变化： 热加工后组织性能变化： 粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。 ⒈粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。 铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。 ⒉铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。 晶粒被拉长，非金属杂物被击碎， ⒊晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界 分布，形成纤维组织（流线）。 分布，形成纤维组织（流线）。
变形程度越大，纤维组织越明显。 变形程度越大，纤维组织越明显。 压力加工中常用锻造比y来表示变形程度。 压力加工中常用锻造比y来表示变形程度。 拔长时锻造比y 拔长时锻造比y拔=A0/A 镦粗时锻造比y 镦粗时锻造比y镦=H0/H 纤维组织很稳定，不能（难以）用热处理方法 纤维组织很稳定，不能（难以） 来消除。只有经过锻压来改变其方向、形状。 来消除。只有经过锻压来改变其方向、形状。
第三章 锻压
模锻空气锤
二、模锻
行程不能调节； 不能拔长和滚挤； 每个变形工步在
一次行程中完成。
螺旋压力机
二、模锻
平锻机
二、模锻
2．锻模及模膛
锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
锻模分上模和下模两部分，分别紧固在锤头与砧 座上。锻模通常有多个模膛。模膛根据其作用不 同，分为制坯模膛和模锻模膛两大类。下图为连 杆弯形的多模膛锻模及模锻过程
第五步：修正外圆 边轻打边旋转锻件，使外圆消除鼓形，并达到Φ92±1mm。
第六步：修整平面
轻打（如端面不平还要边打边转动锻件），使锻件厚度 达到44±1mm。
§3－3 自由锻
自由锻——只用简单的通用性工具，或在锻 造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需 的几何形状及内部质量的锻件的锻造方法。
成形弯形
动画
6．切割
切割——把板材或型材等切成所需形状和尺寸 的坯料或工件的锻造工序。
单面切割 双面切割和四面切割 圆料切割
单面切割
双面切割和四面切割
双面切割——在坯料的两个相对面上先后切 割。
四面切割——先切割两相对面，再切割相邻 的两相对面。
双面和四面切割一般用于切割截面较大的坯 料。
一、 胎模锻 二、模锻
§3－4 模锻
模锻特点：
模锻件尺寸精度高、形状可以很复杂、质 量好、节省金属和生产率高等优点。在大批 量生产时，模锻件的成本较低。 模锻的不足之处是锻件质量较小，不宜锻 造大型锻件；模锻设备投资大，在小批量生 产时不经济；工艺灵活性不如自由锻。锻件 形状复杂； 应用： 中、小型锻件的成批和大量生产
（2）凸模与凹模之间应留有略大于板料厚度的间 隙；
（3）拉深前，应在板料上或凹模的工作部分刷涂 润滑剂；
锻压技术和热加工工艺
锻压技术和热加工工艺一、介绍锻压技术和热加工工艺的概念及作用1.1 锻压技术的定义与特点锻压技术是一种利用锻压设备对金属材料进行塑性变形和加工的工艺技术。
通过对金属材料施加压力，使其在受力的作用下发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
锻压技术具有高效率、高精度、高质量等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
1.2 热加工工艺的定义与特点热加工工艺是指通过加热金属材料，使其达到一定温度范围内时，进行塑性变形和加工的工艺技术。
在材料加热的过程中，其塑性明显增强，可以更容易地改变形状和尺寸。
热加工工艺具有改善机械性能、提高加工效率、改变材料组织等优点，被广泛应用于冶金、能源、建筑等行业。
二、锻压技术的分类和应用2.1 锻压技术的分类2.1.1 自由锻造自由锻造是指只利用锻锤、压力机等装置对金属进行锻造，没有采用任何模具。
这种锻造方法适用于小批量、多品种的生产，成本较低，但生产出的产品尺寸较难控制。
2.1.2 模锻模锻是指利用模具对金属进行锻造，可以更精确地控制产品的尺寸和形状。
模锻一般分为预锻和精锻两个阶段，通过连续的锻造过程，得到更加精细的金属产品。
2.1.3 异型锻造异型锻造是指利用特殊形状的模具对金属进行锻造，以得到特殊形状的产品。
这种锻造方法常用于制造复杂的零部件，如齿轮、曲轴等。
2.2 锻压技术的应用2.2.1 航空航天领域航空航天领域对于材料的强度和耐久性有着极高的要求。
锻压技术可以对钛合金、铝合金等金属材料进行强度增强和改善结构，以提高飞机、航天器等的性能和安全性。
2.2.2 汽车制造领域汽车制造领域对于车身零部件的轻量化、强度提升等有着较高需求。
锻压技术可以对汽车车身梁、车轮等关键部件进行精确锻造，以满足汽车的安全性、舒适性和耐久性要求。
2.2.3 机械制造领域机械制造领域对于零部件的尺寸精度和表面质量有着较高要求。
锻压技术可以改善金属材料的力学性能和组织结构，提高产品的质量和可靠性。
第八章 锻压
2．坯料尺寸 根据计算出的坯料重量即可 计算杯料的体积，最后依据选择的坯料 截面尺寸确定其长度。
（三）选择变形工序 通常，自由锻件的成形过程是由一系列变形 工序组合而成的，工序的选择主要是根据锻件 的形状和工序的特点来确定。一般可将锻件分 为六大类: 1．轴杆类锻件 包括各种圆形截面实心轴，如 传动轴、轧辊、立柱、拉杆等，还有矩形方形、 工字形截面的杆件如摇杆、杠杆、推杆、连杆 等，锻造轴杆件的基本工序是拔长，但对于截 面尺寸相差大的铸件，为满足锻造比的要求， 则需采取镦粗一拔长工序。
3．应力状态 采用不同的变形方法，在金属中产 生的应力状态是不同的。应力状态对于塑性的 影响为：压应力数目越多，塑性越好；拉应力 数目越多，塑性越差；应力状态对于变形抗力 的影响为：同号应力状态下的变形抗力大于异 号状态下的变形抗力。所以，在选择变形方法 时，对于塑性高的金属，变形时出现拉应力有 利于减少能量消耗；对于塑性低的金属应尽量 采用三向压应力以增加塑性，防止裂纹。
因此，选择适当的锻造比相当重要。一般， 碳素结构钢取2-3，合金结构钢取3-4。对于某 些高合金工具钢和特殊性能的合金钢，为促进 合金碳化物分布的均匀化，击碎钢中的碳化物， 常采用较大的锻造比，如高速钢取5-12，不锈 钢取4-6。 锻造比越大，锻造流线越明显；锻造流线 的稳定性很高，不能用热处理方法消除，只有 经过锻压使金属变形，才能改变其方向和形状。
锻件图的绘制方法如下： 1）锻件的形状用粗实线，同时用假想线（双点 划线）描绘出零件的形状。 2）锻件的尺寸和公差标注在尺寸线的上面，零 件的尺寸和公差用括号标注在尺寸线的下面或 侧面。 3）图上无法标注的技术要求，如锻造温度范围、 锻造比、氧化缺陷、脱碳层深度等以技术条件 方式用文字说明。
（二）计算坯料的重量和尺寸 1．坯料重量 坯料的重量为锻件的重量与锻造时 各种金属损耗的重量之和，可按下式进行计算： m坯=m锻+m烧+m芯+m切 式中m坯--坯料重量； m锻--锻件重量； m烧--加热时坯料表面氧化烧损的重量。与 所用加热设备类型等因素有关，可参考相关资 料； m芯--冲孔时的芯料重量； m切--锻造中被切掉的金属重量。
机械制造技术课件：锻压成形
工具,直接使坯料变形而获得 所需的几何形状及内部质量的 锻件的方法。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
锻压成形
3.应力状态 金属在锻压加工时,由于采用的方式不同,金属受力时产 生的应力状态也不同,因此 其可锻性也有一定的区别,其变形 方式主要有挤压和拉拔。挤压时金属三个方向承受压应 力, 如图5－5(a)所示。在压应力的作用下,金属呈现出很高的塑 性,因为压应力有助于恢 复晶界联系,压合内部的孔洞缺陷,可 阻碍裂缝形成和扩展。但压应力将增大金属的摩擦, 提高金 属的变形抗力,锻压加工时需要的加工设备吨位大。
锻压成形
图5－6 碳钢的锻造温度范围
锻压成形
1)始锻温度的确定 在不出现过热、过烧等加热缺陷的前提下, 尽量提高始 锻温度,使金属具有良好的可锻性。 始锻温度一般控制在固 相线以下150~250℃。
锻压成形
2)终锻温度的确定 终锻温度过高,停止锻造后金属的晶粒还会 继续长大,锻 件的力学性能随着下降;终锻温度 过低,金属再结晶进行的不 充分,加工硬化现象 严重,内应力增大,甚至导致锻件产生裂纹。 钢 中碳的质量分数不同,其终锻温度也不同,如亚 共析钢的终 锻温度一般控制在GS 线以下的两相 区(A+F),而过共析钢如 在 ES 线以上停止锻 造,冷却至室温时锻件会出现网状的二 次渗碳 体,因此其终锻温度控制在 PSK 线以上 50~ 70℃,以 便通过反复锻打击碎网状的二次渗碳 体。常用金属材料的 锻造温度范围见表5－2。
锻压成形
锻压成形
2.金属加热易产生的缺陷 1)氧化、脱碳 钢加热到一定温度范围后,表层的铁和炉气中的氧化性 气体(O2、CO2、H2O、SO2)发 生化学反应,将使钢的表层形 成氧化皮(铁的氧化物 Fe3O4、FeO、Fe2O3),这种现象称为 氧 化。大锻件表层脱落下来的氧化皮厚度达7~8mm,钢在加热 过程中因生成氧化皮而造 成的损失,称为烧损。每次加热时 的烧损量可达金属质量的1%~3%。氧化皮的硬度很高,可能 被压入金属表层,影响锻件质量和模具的寿命。因此,要尽量 缩短加热时间或在 还原性炉气中加热。
锻压(1)
切口
三、成形工序
成形工序——使板料发生塑性变形，以获得规定形 状工件的工序，包括弯形和拉深。
1．弯形
弯形——将板料在弯矩作用下弯成具有一定曲率和 角度的制件的一种成形方法。
弯形
圆筒状制件的成形过程
2．拉深
拉深——又称拉延，是变形区在一拉一压的应力状 态作用下，使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（深 的空心件）而厚度基本不变的加工方法。
冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以 主要适用于大批量生产。
分离工序和成形工序
分离工序示意
成形工序示意
三、 压力加工简介
轧制 拉拔 挤压
其他常见压力加工方法
§2－2 金属的加热和锻件冷却
金属加热的目的：提高塑性，降低变形抗 力，并使内部组织均匀。
一、锻造温度范围 二、锻件的冷却方法
自由锻简单、灵活 能制造形状复杂、尺寸准确锻件 适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又
不经济的复杂形状锻件的生产
2．胎模的类型
（1）制坯整形模
摔模
扣模
（2）成形模
套模
合模
（3）切边冲孔模
二、模锻
1．模锻设备
常用的横锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机 等。
2．锻模及模膛
锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
反复90°翻转法
沿螺旋线翻转法
3．心棒拔长和扩孔
心棒拔长——在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空 心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。
扩孔——减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻 造工序。
心棒拔长
冲头扩孔
心轴扩孔
4．冲孔
冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。
三、成形工序
成形工序——使板料发生塑性变形，以获得规定形 状工件的工序，包括弯形和拉深。
1．弯形
弯形——将板料在弯矩作用下弯成具有一定曲率和 角度的制件的一种成形方法。
弯形
圆筒状制件的成形过程
2．拉深
拉深——又称拉延，是变形区在一拉一压的应力状 态作用下，使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（深 的空心件）而厚度基本不变的加工方法。
冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以 主要适用于大批量生产。
分离工序和成形工序
分离工序示意
成形工序示意
三、 压力加工简介
轧制 拉拔 挤压
其他常见压力加工方法
§2－2 金属的加热和锻件冷却
金属加热的目的：提高塑性，降低变形抗 力，并使内部组织均匀。
一、锻造温度范围 二、锻件的冷却方法
自由锻简单、灵活 能制造形状复杂、尺寸准确锻件 适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又
不经济的复杂形状锻件的生产
2．胎模的类型
（1）制坯整形模
摔模
扣模
（2）成形模
套模
合模
（3）切边冲孔模
二、模锻
1．模锻设备
常用的横锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机 等。
2．锻模及模膛
锻模——模锻时使坯料成形而获得模锻件的工具。
反复90°翻转法
沿螺旋线翻转法
3．心棒拔长和扩孔
心棒拔长——在空心毛坯中加心棒进行变形以减小空 心毛坯外径（即壁厚）而增加其长度的锻造工序。
扩孔——减小空心毛坯壁厚而增大其内径和外径的锻 造工序。
心棒拔长
冲头扩孔
心轴扩孔
4．冲孔
冲孔——在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。