锻造方法
锻造的基本方法
冶金备件锻造的基本方法
A自由锻造
自由锻造的操作方法主要有：（1)镦粗。
它是使毛坯断面增大而高度减小的锻造工序。
常用这种工序制造齿轮，法兰盘等锻件。
（2)镦延。
指被锻工件断面减小，长度增加的一种工序，亦称拔长工序。
用于制造轴类等长件。
（3)冲孔。
冶金备件把坯料冲出透孔或不透孔的工序。
用于扩孔的准备工作。
（4)截断。
截断是在热状态下用凿子进行。
先从一面截，然后翻转工件再断，用尖头凿子除去端部形成的飞刺。
（5)弯曲。
弯曲通常在弯曲机上进行。
坯料弯曲处的加热温度应比其他部位高，以避免弯曲处的截面减小。
（6) 扭转。
冶金备件扭转工序用于锻造实心零件。
零件先在一个平面内锻打，然后旋转一定的角度锻打，例如锻造曲轴。
B模型锻造
模型锻造通常分开式模锻和闭式模锻。
(1)开式模锻。
这种方法在模膛周围的分模面处有多余的金属形成飞边。
也正由于飞边的作用，才促使金属充满整个模膛。
开式模锻应用很广，一般用于锻造较复杂的锻件。
(2)闭式模锻。
在整个锻造过程中模膛是封闭的，其分模面间隙在锻造过程中保持不变。
只要坯料选取得当，所获锻件就很少有飞边或根本无飞边，因而大大节约金属，减少设备能耗。
因制取坯料相当复杂，故闭式模锻一般多用在形状简单的锻件上，如旋转体等。
常用锻造方法
• The quantity： • G坯料=G锻件+G损= G锻件+ G烧+G芯+ G切 • G烧计算方法列于表2-5 • The size: 应考虑锻造比(forging ratio),保证有
足够的变形程度. • 采用碳素钢锭作坯料时，Y≥2.5~5 • 采用轧制的材料， Y≥1.3~1.5
第7页/共55页
基本工序——冲孔
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基本工序 —— 弯曲
第9页/共55页
基本工序 —— 错移
第10页/共55页teristics and Applications
• Advantages: • (1) 使用工具简单，不需昂贵的模具； • (2)可以锻造各种重量的锻件，大型锻件，它几乎是唯一的方法； • (3)所需的设备吨位较低。 Disadvantages: • (1)锻件的尺寸精度较低，加工余量大； • (2)锻件的形状受到一定的限制（比较简单）； • (3)生产率较低，劳动强度大。 • 应用：单件小批量生产。
凸肩高度方向产生拉缩现象，因此，局部镦粗后 的径向尺寸要小些、凸肩的高度要大些。
第22页/共55页
第23页/共55页
• （3）计算坯料的重量和尺寸 • G锻=V锻·=17.8kg
• 冲孔芯料的重量：取d=60mm, H=65mm, K2=1.3（见表2-5）
• G芯= K2 d2H=0.3kg • 烧损重量：需加热两次，系数K1=0.035 • G烧= G锻K1=0.6kg • G坯= G锻+ G芯+ G烧=18.7kg • 坯料的计算直径：D计 ≥0.8(V坯)1/3 • D计 =0.9(V坯)1/3=0.9（18.7/7.85）1/3=120mm • 查表2-6，选择坯料直径120mm • 坯料长度= V坯/A=210mm • 因此确定坯料的尺寸为φ120×210mm
锻造工艺的基本过程
锻造工艺的基本过程锻造是一种通过对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而改变其形状和尺寸的加工方法。
它是金属加工领域中最古老、最常用的一种方法之一。
本文将详细介绍锻造工艺的基本过程。
1. 材料准备在进行锻造之前，首先需要准备好所需的金属材料。
常见的锻造材料包括钢、铝、铜等。
这些材料通常以坯料或棒材的形式供应。
在选择材料时，需要考虑其化学成分、力学性能和适应性等因素。
2. 加热加热是锻造过程中非常重要的一步。
通过将金属材料加热到适当的温度，可以提高其塑性和可变形性，从而更容易进行锻造操作。
不同材料有不同的加热温度要求，通常使用电阻加热炉或气体加热炉进行加热。
3. 锻造操作3.1 锤击式锻造锤击式锻造是最常见也是最古老的一种锻造方法。
它通常使用锻锤或锻压机来施加冲击力，将加热的金属材料塑性变形成所需的形状。
在锤击式锻造中，操作人员需要将加热的金属坯料放置在模具中，然后通过锤击或压力施加力量，使金属材料发生塑性变形。
3.2 模压式锻造模压式锻造是一种通过将金属材料压入预制模具中进行塑性变形的方法。
它通常使用液压机或机械压力机来施加力量。
在模压式锻造中，操作人员需要将加热的金属坯料放置在模具中，然后通过机械或液压力量使其变形成所需的形状。
3.3 自由锻造自由锻造是一种没有使用预制模具的锻造方法。
在自由锻造过程中，操作人员根据需要手工操作金属材料，并通过施加力量使其发生塑性变形。
这种方法常用于制作复杂形状和小批量的零件。
4. 补偿处理在进行锻造过程中，由于金属材料受到较大的力量和温度变化，可能会导致内部应力和变形。
为了消除这些问题，需要进行补偿处理。
常见的补偿处理方法包括热处理、机械加工和表面处理等。
5. 检验与修整完成锻造过程后，需要对所得到的锻件进行检验。
常见的检验方法包括外观检查、尺寸测量和材料性能测试等。
如果发现问题或不合格之处，需要进行修整或重新锻造。
6. 表面处理最后一步是对锻件进行表面处理。
生产大型锻件的方法
生产大型锻件的方法
1.锻压法：
锻压法是将加热的金属块放置于压机上，利用压机的压力将其压制成所需形状的工件。
这种方法可以制造出大型的锻件，如轮轴、曲轴等。
同时，锻压法可以提高金属的塑性，改善金属的内部结构，提高锻件的力学性能。
2.热冲压法：
热冲压法是将加热的金属块放置于冲压设备中，通过冲压工序将其压制成所需形状的工件。
这种方法能够制造出大型且复杂的锻件，例如航空发动机的外壳。
热冲压法能够使金属的流动性增强，有助于实现复杂形状的锻件。
3.锻模锻造法：
锻模锻造法是利用专用的模具将金属块加热后放置在模具中，通过锻打工序将其压制成所需形状的工件。
这种方法适用于大型锻件的生产，如风力发电机的轴、桥梁的构件等。
锻模锻造法能够保证锻件的尺寸精度和表面质量，并且可以减少后续的加工工序。
4.计算机数控锻造法：
计算机数控锻造法是利用计算机控制系统控制锻造设备的操作，根据设计要求将加热金属进行锻造。
该方法可以生产出大型、复杂的锻件，如汽车车架、船舶的螺旋桨等。
计算机数控锻造法可以提高生产效率，减少人工操作，达到更高的精度和质量要求。
总的来说，生产大型锻件的方法有锻压、热冲压、锻模锻造和计算机数控锻造。
每种方法都有其适用的工件类型以及优点和局限性，根据具体的要求选择合适的方法进行生产，能够提高生产效率和产品质量。
合金锻造的方法
合金锻造的方法
合金锻造的方法：
合金锻造是一种将金属加工成各种形状的方法，其目的是通过力的作用，在金属中产生塑性变形，从而得到所需形状的零件。
常用的合金锻造方法包括以下几种：自由锻造：将金属块加热至一定温度后，直接用锤子或压力机等工具对其进行锻造，从而使金属逐渐变形成所需的形状。
模锻：将金属加热至一定温度后，将其置于一对已经制好形状的模具之间，施加压力使金属变形成所需形状。
这种方法可以保证锻造的精度和表面光洁度。
等温锻造：该方法将金属在某个温度下保温一段时间，使其达到均匀的晶粒结构，然后再进行锻造，使得金属零件的强度和韧性得到提高。
轧制锻造：该方法将金属棒材通过辊道进行连续压制，在金属内部产生塑性变形，使其形成所需的形状，同时也能提高金属的密度和强度。
以上是常用的几种合金锻造方法，不同的锻造方法适用于不同的金属和零件形状，选择合适的锻造方法可以提高锻造效率和成品质量。
刀剑的六种锻造工艺
刀剑的六种锻造工艺
1.折叠锻造：又称为“多层锻造”，是日本传统刀剑锻造的主要
工艺之一。
将铁和钢折叠叠加后，经过多次锻打和淬火，使钢的纯度和硬度更高。
这种锻造方法制造出的刀剑纹理独特，锋利度和耐用度也非常出色。
2. 粉末冶金：这种锻造方法利用粉末冶金技术，将不同的金属
粉末混合，然后加压成型，在高温下烧结成坚固的材料。
这种方法可以制造出高硬度和高强度的刀剑，适用于现代刀剑制作。
3. 工艺铸造：这种锻造方法是通过铸造技术制造刀剑，使刀剑
的形状和纹理更加精确。
但是由于铸造工艺的限制，这种方法所制造出的刀剑往往比折叠锻造和粉末冶金的刀剑质量稍逊。
4. 热处理：这种锻造方法将刀剑加热到高温，然后快速冷却，
以改善刀剑的硬度和强度。
这种方法也可以用于修复和改善旧的刀剑。
5. 水淬火：这种锻造方法是将刀剑在水中快速冷却，以提高刀
剑的硬度。
但是这种方法有可能使刀剑变形或破裂，需要非常谨慎地使用。
6. 手工锻造：这种锻造方法是最传统的刀剑制作方法，需要锻
造师傅手工打造。
经过反复锻打和整形，刀剑的硬度和强度都可以得到提高。
这种方法制造出的刀剑质量极高，但是需要非常熟练的技能和经验。
- 1 -。
锻造方法
1．锤上模锻
锤上模锻所用设备 为模锻锤，由它产生的 冲击力使金属变形。图 3-12所示为一般工厂中 常用的蒸汽一空气模锻 锤。该种设备上运动副 之间的间隙小，运动精 度高，可保证锻模的合 模准确性。模锻锤的吨 位(落下部分的重量)为 1～16 t，可锻制150kg 以下的锻件。
锤上模锻生产所用的锻模如图3-13所示。上模2和下模4 分别用楔铁10、7固定在锤头1和模垫5上，模垫用楔铁6固定 在砧座上。上模随锤头作上下往复运动。9为模膛，8为分模 面，3为飞边槽。
模膛根据其功用的不同，分为模锻模膛和制坯模 膛两种：
(1)模锻模膛 由于金属在此种模膛中发生整体变形，故作用在锻 模上的抗力较大。模锻模膛又分为终锻模膛和预锻模膛 两种。 (2)制坯模膛 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料形状基本接近 模锻件形状，使金属能合理分布和很好地充满模锻模膛， 就必须预先在制坯模膛内制坯。
优点：
锤上模锻虽具有设备投资较少， 锻件质量较好， 适应性强， 可以实现多种变形工步，
锻制不同形状的锻件，
缺点：
锤上模锻震动大、噪声大， 完成一个变形工步往往需要经过多次锤击， 难以实现机械化和自动化，
生产率在模锻中相对较低。
2. 曲柄压力机上模锻
曲柄压力机是一种机械式压力机， 其传动系统如图3-19所示。
由于不可能靠上、下模的突起部分 把金属完全挤压到旁边去，故终锻 后在孔内留有一薄层金属，称为 (图3-14)。因此，把冲孔连皮和飞 边冲掉后，才能得到具有通孔的模 锻件。
2)预锻模膛
作用：
1. 预锻模膛的作用是使坯料变形到接近于锻件的形状和 尺寸，这样再进行终锻时，金属容易充满终锻模膛。
2.同时减少了终锻模膛的磨损，延长锻模的使用寿命。
刀剑的六种锻造工艺
刀剑的六种锻造工艺
刀剑的六种锻造工艺分别是：
1. 火焰淬火法：刀剑经过高温加热，然后迅速浸入冷水中，使其达到较高硬度和韧性的一种方法。
2. 折叠锻造法：将多段铁条叠合在一起，然后反复加热、敲打和折叠，使其内部结构均匀，强度提高的一种方法。
3. 透骨刃法：将刀剑背部切割出“透骨刃”，使刀身变薄，重心前移，提高切割力和使用感受的一种方法。
4. 多重淬火法：利用不同的淬火方式，使刀剑的不同部位硬度不同，达到更好的性能的一种方法。
5. 地火淬火法：将刀剑置于地火中烧烤，让其表面呈现金属光泽，产生美观的表面效果的一种方法。
6. 湿淬火法：利用草木灰水、盐水等液体进行淬火，使刀剑达到不同的硬度和韧性的一种方法。
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典型锻件图例
基本工序
一.自由锻
实例
圆环、 圆筒、 齿圈、 轴承环、 空心轴、 缸体等
圆筒的锻造过程 a) 下料 b) 镦粗 c) 冲孔 d) 芯料拔长 e) 锻件
§3.3 锻造方法
一.自由锻
④ 曲轴类锻件 ( 表3-4 为曲轴类锻件的基本工序 )
典型锻件图例
基本工序
实例
各
类
曲
轴
、偏Biblioteka 心轴等下料 b) 压槽(卡出Ⅱ段) c) 错移、
§3.3 锻造方法
一.自由锻
定义: 自由锻是利用冲击力或压力使金属坯料 在上、下砥铁(或砧铁)之间产生变形， 以获得所需形状及尺寸锻件的方法。
分类: 手工自由锻和机器自由锻。
特点： ① 工艺灵活, 设备通用性好, 适应性强； ② 工具简单，成本低； ③ 生产率较低，操作强度大； ④ 锻件精度低，加工余量较大； ⑤ 适合于单件、小批生产, 锻件形状要 简单, 尺寸和表面质量要求不能高； ⑥自由锻是生产大型锻件的唯一锻造方法。
圆柱与圆柱、或圆柱与其它几何体的交接 → 平面与平面或平面与柱面交接。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
③ 自由锻锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形 截面或空间曲线表面。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
④ 锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，应设计 成由几个简单件构成的组合体。
§3.3 锻造方法
二. 模 锻
§3.3 锻造方法
③ 确定锻造工序
包括基本工序、辅助工序 和精整工序, 各工序的次序 , 各工序坯料的尺寸以及完成 各工序所需的工具等. ④ 确定锻造设备及其型号
中小性锻件 → 锻锤； 大 型 锻 件 → 水压机。 常 用 机器自由锻造设备 一般为空气锤(图3-22) 。
一.自由锻
§3.3 锻造方法
一.自由锻
⑤ 锻造温度范围的确定
表3-7 常用材料的锻造温度范围(℃)
材 料 种 类 始 锻 温 度 终 锻 温 度 锻造温度范围
碳素结构钢 1200～1250 700～800
450
碳素工具钢 1050～1150 800～870 300～350
合金结构钢 1100～1200 800～850
350
合金工具钢 1050～1150 800～900 250～350
1
锻出凹挡 及拔长端部
并修整
一.自由锻
变 形过程
§3.3 锻造方法
一.自由锻
4. 自由锻锻件结构工艺性 ① 锻件上具有锥体或斜面的结构，从工艺角度讲是不 合理的。
理由：锻造斜面或锥面的结构，必须用专用工具， 且成形困难，操作不便，影响生产率。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
② 锻件由数个简单几何体构成时, 几何体的交接处不 应形成空间曲线。
§3.3 锻造方法
⑥ 复杂形状类锻件 表3-6 复杂形状类锻件的基本工序
典型锻件图例
基本 工序
一.自由锻 实例
椐锻件形状特点， 采用适当的工序 组合
阀体、 叉杆、 十字轴 等
§3.3 锻造方法
3. 自由锻工艺规程的编制
① 绘制锻件图
a) 余块(敷料)图3-20
目的：简化锻件形状、 便于锻造
b) 加工余量(锻件余量)
一.自由锻
实例
圆盘、 齿轮、 锤头、 叶轮、 饼块 等
§3.3 锻造方法
② 轴杆类锻件 典型锻件图例
表3-2 轴杆类锻件的基本工序 基本工序
一.自由锻
实例
工作轴、 传动轴、 立柱、 轧辊、 拉杆等
传动轴的锻造过程
a) 下料 b) 拔长 c) 镦出发兰 d) 拔长锻件
§3.3 锻造方法
③ 空心类锻件 表3-3 空心类锻件的基本工序
高速工具钢 1100～1150
900
200～250
弹 簧 钢 1100～1150 800～850
300
铜 合 金 800～900 650～700 150～200
铝 合 金 400～500 350～380 100～120
§3.3 锻造方法
⑥ 填写锻造工艺卡
表3-8 半轴自由锻锻造工艺卡
锻件名称 半 轴
图
例
一.自由锻
坯料 质量
25 kg
坯 料 φ130mm 尺 寸 ×240mm
材 料 18CrMnTi
设备 火次
0.75t 空气锤
工序
变 形过程
§3.3 锻造方法
(续表3-8)
火次 工 序
锻出头部
一.自由锻
变 形过程
1
拔长
拔长及 修整台阶
§3.3 锻造方法
(续表3-8)
火次 工 序
拔长并 留出台阶
模锻: 是将加热后的坯料放置在金属锻模模膛内 , 在冲击力或压力作用下，使坯料在模膛内 产生塑性变形，以获得锻件的生产方法。
模锻的特点 (与自由锻比)： ① 生产率较高； ② 可以锻出形状比较复杂的锻件(图3-27)； ③ 模锻件尺寸精确，加工余量小，强度高，
使用寿命长； ④ 节省金属材料，减少切削加工工作量；
Ⅲ整形工序：为使最终平整成形, 消除锻件不平、 歪扭，使锻件完全符合图样要求的工序。如鼓 性滚圆、弯曲校直、断面平整等。
§3.3 锻造方法
2. 自由锻件分类及基本工序选用
① 饼块类锻件 表3-1 饼块类锻件的基本工序
典型锻件图例
基 本工序
齿轮的锻造过程 a) 下料 b) 镦粗 c) 镦挤平台 d) 冲孔 e) 滚圆 f) 平整
§3.3 锻造方法
一.自由锻
1. 自由锻的工序分析
Ⅰ基本工序：使坯料产生变形，并使之逐步接近 锻件最终形状和尺寸的工序。如镦粗、拔长、 冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、切割、错 移、扭转、锻接等，其中前三个用得最多。
Ⅱ辅助工序：为完成基本工序而使坯料预先产生 少量变形的工序。如钢锭倒棱、压钳把、分段 压痕等。
大批量生产时能降低成本； ⑤ 模锻件质量一般小于150kg，制造锻模
压出Ⅱ拐扁方d) 压槽(Ⅰ、Ⅱ分段) e) 压出 Ⅰ、Ⅱ拐扁方 f) 压槽 g) 摔出中间、两端轴 颈 h) 扭转(Ⅰ、Ⅲ拐各扭30℃)
§3.3 锻造方法
⑤ 弯曲类锻件 表3-5 弯曲类锻件的基本工序
典型锻件图例
基 本工序
一.自由锻
实例
棒料经拔长 或局部拔长后， 弯曲成形 或采用适当的 工序组合
吊钩、 弯杆、 曲柄、 轴瓦盖 等
具体数据查锻压手册
c) 锻件公差 一般锻件公差为加工 余量的1/4～1/3, 具体
数据查锻压手册 。
一.自由锻
§3.3 锻造方法
一.自由锻
余块、加工余量和锻件公差确定后，即可绘制锻件图样。
② 坯料质量及尺寸的计算
锻件图样绘制好后，可根据它确定坯料尺寸和质量. 计算公式：
mp = mD + mS
mp —坯料质量, mD—锻件质量, mS —锻造时的各种损耗。