主要锻造方法的工艺特点
锻造成型工艺介绍
＊ 再结晶：
当加热温度T再： T再=0.4T熔 原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核心 构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式进行 的，故称再结晶。
再结晶后清除了全部加工硬化。
再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。
上升， 而塑性、韧 性下降。 ＊ 原因：滑移面附近的 晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变， 增大滑移阻力， 使滑移难以 进行。
● 3、金属的回复与再结晶 ＊ 回复：
冷作硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度T回(用K氏温标)
●加工硬化的利用、消除
＊利用：冷加工后使材料强度↑硬度↑。如冷拉
钢，不能热处理强化的金属材料。
＊消除：再结晶退火（P29）650—750℃
● 热变形对金属组织和性能的影响 冷变形和热变形 ＊ 冷变形
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。但 变形程度不宜过大，否则易裂。 ＊ 热变形 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 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。
模膛 飞边槽
锤头
上模
分模面,parting plane 下模
模垫
⑵ 制坯模膛 ＊ i) 拔长模膛 增加某一部分长度。 ii)滚压模膛 减小某部分横截面积,以增大另一部分横截面积，坯料长度基本
不变。 切断金属。
此外还有成型模镗，镦粗台， 击扁面等制坯模镗。
在设计和制造零件时，应使最大正应力的方向于纤维 方向重合，最大切应力的方向于纤维方向垂直。尽量 使纤维组织不被切断。
锻造工艺及产品介绍
锻造成形的优势
1、 金属锻压件可以完成普通冲压件做不到的壁厚不一致产品，它可 以避免激光焊接、冲压铆合螺柱等工序的发生
锻造成形的优势
2、相对于金属压铸产品的锻造件表面质量好，且我们通常会选择塑性比较好的 铝合金材料来做锻压产品, 它可以进行表面的抛光、喷砂、拉丝、阳极等表面处 理工艺
锻造成形的优势
连续式超声波清洗机
单体式超声波清洗机
锻造件结构设计原则
锻造件形状设计主要考虑的因素:
1.工艺性：重点要考虑金属流动性，特征直角处采用圆角过渡，减少成型 工序和中间的退火次数，将锻造压力减到最小为标准； 2.材料利用率及减少切削成本：减少切削加工部位及余量，降低原料损耗； 3.品质：品质和精度容易控制和保证； 4.模具结构：模具结构根据产品特征排列成平衡方式，避免金属流动性造 成模具损坏和特征偏心。
3、增加产品的金属质感，还可以对电子辐射起到屏蔽作用,这些都是 塑料件无法具有的特点。
目前新开发的手机外壳的趋势就是往金属方向发展
锻造工艺介绍
下料
清洗
退火
沾油
成型
切边/ 冲孔
检验
包装
锻造工
成型一（热锻）
冲孔
清洗
分切
成型二
退火
锻造工艺介绍
下料：
C2680 -H铜棒 下料后
清洗后
锻造工艺介绍
退火：
退火产品
锻造工艺介绍
成形二：
500T-油压机
成型模
锻造工艺介绍
分切：
冲床
冲孔模
分切前
分切后
锻造工艺介绍
结论：
热压锻造工艺之所以能够在锻件精化上发挥作用，主要原因有： (1)锻造过程接近材料的真实塑性变形，锻造过程不考虑温降影响，将复杂问题简单化， 即将材料变形本构模型简单化，有利于锻件变形过程流动规律和组织性能演变的控制； (2)热压锻造可以减少变形死区的产生，从而减少机械加工余量，起到精化锻件的作用； (如图1） (3)热压锻造大幅度减小了机床吨位，提高模具寿命以较少的变形工步成形具有复杂形状 的锻件（如图2）
锻造工艺设计学复习知识点
1.体积成形〔锻造、热锻〕：利用外力，通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形，发生金属材料的转移和分配，从而获得具有一定形状、尺寸和内在质量的毛坯或零件的一种加工方法。
2.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻压设备的上、下砧间直接使坯料成形而获得所需锻件的方法。
特点： 1、工具简单，通用性强，操作灵活性大，适合单件和小批锻件，特别是特大型锻件的生产。
2、工具与毛坯局部接触，所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备小得多，适应与锻造大型锻件。
3、锻件精度低，加工余量大，生产效率低，劳动强度大3.模锻：利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。
通过冲击力或压力使毛坯在一定形状和尺寸的锻模模腔内产生塑性模锻特点： (1)锻件形状较复杂，尺寸精度高; (2)切削余量小，材料利用率高，模锻件本钱较低； (3)与自由锻相比，操作简单，生产率高；(4) 设备投资大，锻模本钱高，生产准备周期长，且模锻件受到模锻设备吨位的限制，适于小型锻件的成批和大量生产。
变形获得锻件4.锻造工艺流程：备料---加热---模锻---切边、冲孔—热处理—酸洗、清理---校正5.锻造用料：碳素钢和合金钢、铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态：棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
6.一般加热方法：可分为燃料〔火焰〕加热和电加热两大类。
7.钢在加热时的常见缺陷：氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹8.自由锻主要工序：镦粗、拔长、冲孔、扩孔9.使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。
镦粗分类：完全镦粗、端部镦粗、中间镦粗10.镦粗的变形分析：难变形区、大变形区、小变形区11.镦粗工序主要质量问题：①锭料镦粗后上、下端常保存铸态组织②侧外表易产生纵向或呈45度方向的裂纹③高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。
防止措施: 1、使用润滑剂和预热工具 2、采用凹形毛坯 3、采用软金属垫 4、采用叠镦和套环内镦粗 5、采用反复镦粗拔长的锻造工艺12.使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长13.在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔14.冲孔的质量分析：走样、裂纹、孔冲偏15.减小空心坯料壁厚而增加其内、外径的锻造工序叫扩孔16.采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序称为弯曲17.扭转是将坯料的一局部相对于另一局部绕其轴线旋转一定角度的锻造工序18.按成形方法的不同，模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类19.模具形状对金属变形流动的影响：⑴控制锻件的最终形状和尺寸⑵控制金属的流动方向⑶控制塑性变形区⑷提高金属的塑性⑸控制坯料失稳提高成形极限20.开式模锻变形过程：第Ⅰ阶段是由开场模压到金属与模具侧壁接触为止；第Ⅰ阶段完毕到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段；金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。
锻压生产特点及工艺简介
6、几种锻造结构图
第二节 金属的锻造性能
一、金属的塑性变形概述 金属塑性变形的实质，对于单晶体是由于金属原子某晶面两侧受切应力作用
产生相对滑移，或晶体的部分晶格相对于某晶面沿一定方向发生切变，即滑移理 论和孪生理论。
二、热锻、冷锻、温锻、等温锻
从金属学的观点划分锻压加工的界限为再结晶温度。 1．热锻 在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻。在变形过程中冷变形 强化和再结晶同时存在，属于动态再结晶。 2．冷锻 在室温下进行的锻造工艺称为冷锻。冷锻可以避免金属加热出现的缺陷， 获得较高的精度和表面质量，并能提高工件的强度和硬度。但冷锻变形抗力大， 需用较大吨位的设备，多次变形时需增加再结晶退火和其它辅助工序。目前冷锻 主要局限于低碳钢、有色金属及其合金的薄件及小件加工。 3．温锻 在高于室温和低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺称为温锻。与热锻 相比，坯料氧化脱碳少，有利于提高工件的精度和表面质量；与冷锻相比，变形 抗力减小、塑性增加，一般不需要预先退火、表面处理和工序间退火。温锻适用 于变形抗力大、冷变形强化敏感的高碳钢、中高合金钢、轴承钢、不锈钢等。 4．等温锻 在锻造全过程中，温度保持恒定不变的锻造方法称为等温锻。
冲压：有时也称板材成形, 但略有区别。所谓板材成型是指用板材、薄壁管、 薄型材等作为原材料进行 塑性加工的成形方法统称为板材成形，此时，厚板厚 方向的变形一般不着重考虑
4、锻件与铸件相比的特点
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法 热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒 较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等 压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
锻造的特点
锻造的特点锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。
通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造的分类变形温度按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。
钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
坯料的移动方式根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。
1、自由锻。
利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。
2、模锻。
模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。
3、闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。
用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。
由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。
但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。
锻模的运动方式根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。
摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。
为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。
与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。
包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。
(完整版)主要锻造方法的工艺特点
辗扩
扩孔机
轧辊相对旋转，工作轧辊上刻出环的截面
变形连续，压下量小，具有表面变形特征，壁厚均匀，精度较高。热辗扩主要用于生产等截面的大、中型环形毛坯，辗扩直径范围40～5000mm，重量6t以上
成批大量
热精压
普通模锻设备
与热模锻工艺相比，通常要增加精压工序，要有制造精密锻模和无氧化、少氧化加热和冷却的手段，加热温度低，变形量小。适用于叶片等精密模锻
冷精压
精压机
滑块与曲轴借助于杠杆机构连接，滑块行程小，压力大
不加热，其余特点同上。适用于压制零件不加工的配合表面，零件强度极限及表面硬度均有提高
成批大量
冷挤压
机械压力机
采用摩擦压力机需设顶出装置，在模具上设导向、限程装置，采用曲柄压力机需增强刚度，加强顶出装置
适用于挤压深孔、薄壁、异形断面小型零件，生产率高，操作简便，材料利用率达70%以上，冷挤压用材料应有较好的塑性，较低的冷作硬化敏感性。冷挤压分正挤压、反挤压、复合挤压、镦挤结合几种方式。模具强度、硬度要求较高，锻件精度高
成批大量
螺旋压力机上模锻
摩擦螺旋压力机
行程不固定，工作速度为1.5～2m/s，有顶杆，一般设备刚性差，打击能量可调
每分钟行程次数低，金属冷却快，不宜拔长、滚压，对偏载敏感。一般用于中小件单膛模锻，配备制坯设备时，也能模锻形状较复杂的锻件，还可以用于镦锻、精锻、挤压、冲压、切边、弯曲、校正
成批
水压机上模锻
行程不固定，上下锤头为平的，空气锤振动大，水压机无振动
在自由锻设备上采用活动胎模。与自由锻相比，锻件形状较复杂，尺寸较精确，节省金属，生产率高，设备能力较大。与模锻相比，适用性广，胎模制造简便，但生产率较低，锻件表面质量、模具寿命较低
锻造工艺的工艺特点
锻造工艺的工艺特点
锻造工艺是通过对金属材料进行加热、锤击、压制等操作，使其在一定条件下产生塑性变形从而形成所需形态的工艺。
以下是锻造工艺的特点：
1. 塑性较好：锻造工艺是通过对金属材料进行加热，使其变得更加柔软、易塑性变形，因此适合于制造一些比较复杂的形状。
2. 结构均匀：由于锻造工艺的加工过程比较均匀，因此所制作的零部件或产品具有结构均匀的特点。
3. 制造范围广：锻造工艺适用于制造各种尺寸、各种材质的零部件和产品。
4. 生产效率低：与其他加工工艺相比，锻造工艺的生产效率相对比较低。
5. 制品精度较高：锻造工艺制造的零部件或产品具有较高的精度，通常可以达到毫米级或亚毫米级的精度。
6. 设备成本高：锻造工艺通常需要投入较高的设备成本，包括锤击机、压力机、冲床等设备。
7. 制造周期长：由于锻造工艺需要对材料加热、制造过程复杂，在工艺特点上相对于其他加工工艺，制造周期比较长。
综上所述，锻造工艺是一种适用范围广、加工制度和结构均匀的工艺，但由于生产效率低、设备成本高等原因，使得锻造工艺在实际应用中需要仔细考虑。
锻造的工艺特点
锻造的工艺特点
锻造是一种常见的金属加工工艺，它通过施加高压力和高温度，使金属原料发生塑性变形和晶粒细化，从而达到加工成形的目的。
锻造工艺的特点有以下几点：
一、高强度和高密度
锻造工艺可以使金属材料在高温高压下发生塑性变形，使其晶粒细化并排列有序，从而使金属材料的密度和强度得到提高。
相比于其他加工工艺，如铸造和焊接，锻造能够获得更高的强度和密度，因此在高负荷和高强度要求的产品制造中得到广泛应用。
二、良好的成形性能
锻造工艺可以使金属材料在高温下发生塑性变形，从而得到各种形状和尺寸的产品。
相比于其他加工工艺，如切削和冲压，锻造具有更好的成形性能，可以制造出更为复杂的产品，如飞机发动机叶片、汽车曲轴等。
三、优异的机械性能
锻造工艺可以使金属材料的晶粒细化和排列有序，从而提高其机械性能，如强度、硬度、韧性和耐磨性等。
同时，锻造还可以改善金属材料的组织和性能分布，从而使其具有更好的抗疲劳和抗蠕变性能。
四、节约原材料和成本
锻造工艺可以减少金属材料的浪费和能耗，从而节约原材料和成本。
相比于其他加工工艺，如铸造和焊接，锻造能够获得更高的利用率和较低的成本。
锻造工艺具有高强度和高密度、良好的成形性能、优异的机械性能和节约原材料和成本等特点。
在现代工业生产中，锻造工艺被广泛应用于各种重要的机械零部件、航空航天器件、汽车零部件等领域。
随着科技的发展和工艺的改进，锻造工艺也在不断地创新和发展，将为各行各业带来更多的机遇和挑战。
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螺旋压力机上模锻
摩擦螺旋压力机
行程不固定，工作速度为1.5～2m/s，有顶杆，一般设备刚性差，打击能量可调
每分钟行程次数低，金属冷却快，不宜拔长、滚压，对偏载敏感。一般用于中小件单膛模锻，配备制坯设备时，也能模锻形状较复杂的锻件，还可以用于镦锻、精锻、挤压、冲压、压机
滑块与曲轴借助于杠杆机构连接，滑块行程小，压力大
不加热，其余特点同上。适用于压制零件不加工的配合表面，零件强度极限及表面硬度均有提高
成批大量
冷挤压
机械压力机
采用摩擦压力机需设顶出装置，在模具上设导向、限程装置，采用曲柄压力机需增强刚度，加强顶出装置
适用于挤压深孔、薄壁、异形断面小型零件，生产率高，操作简便，材料利用率达70%以上，冷挤压用材料应有较好的塑性，较低的冷作硬化敏感性。冷挤压分正挤压、反挤压、复合挤压、镦挤结合几种方式。模具强度、硬度要求较高，锻件精度高
水压机
行程不固定，工作速度为0.1～0.3m/s，无振动，有顶杆
模锻时一次压成，不宜多膛模锻，复杂零件在其他设备上制坯。适合锻造镁铝合金大锻件，深孔锻件，不太适合锻造小尺寸锻件
成批大量
辊锻
辊锻机
模膛置于两扇轧辊上，辊锻时轧辊相对旋转
金属在模膛中变形均匀，。适宜拔长，主要用于模锻前制坯或形状不复杂锻件的直接成形，模锻扁长锻件。冷辊锻用于终成形或精整工序
锻造方法
设备类型
工艺特点
生产规模
名称
构造特点
自由锻造
空气锤
行程不固定，上下锤头为平的，空气锤振动大，水压机无振动
原材料为锭料或轧材，人工掌握完成各道工序，形状复杂的零件要多次加热，宜用于锻造形状简单的零件以及大的环形、盘形零件，适用于锭料开坯、模锻前制坯、新产品试制
单件小批
蒸汽空气锤
水压机
胎模锻
空气锤
金属在每一模膛中一次成形，不宜拔长、滚压，但可用于挤压，锻件精度较高，模锻斜度小，一般要求联合模锻及无氧化加热或严格清理氧化皮。适用于短轴类锻件，配备制坯设备时也能模锻长轴类锻件
成批大量
平锻
平锻机
行程固定，工作速度≈0.3m/s，具有互相垂直的两组分模面，无顶出装置，设备刚性好，导向准确
金属在每一模膛中一次成形，除积聚镦粗外，还可切边、穿孔，余量及模锻斜度较小，易于机械化，自动化。需采用较高精度的棒料，加热要求严格。适合锻造各种合金锻件，带大头的长杆形锻件，环形、筒形锻件，多采用闭式锻模
成批大量
辗扩
扩孔机
轧辊相对旋转，工作轧辊上刻出环的截面
变形连续，压下量小，具有表面变形特征，壁厚均匀，精度较高。热辗扩主要用于生产等截面的大、中型环形毛坯，辗扩直径范围40～5000mm，重量6t以上
成批大量
热精压
普通模锻设备
与热模锻工艺相比，通常要增加精压工序，要有制造精密锻模和无氧化、少氧化加热和冷却的手段，加热温度低，变形量小。适用于叶片等精密模锻
大批大量
热挤压
液压挤压机、机械挤压机
采用摩擦压力机需设顶出装置，在模具上设导向、限程装置，采用曲柄压力机需增强刚度，加强顶出装置
适用于各种等截面型材，不锈钢、轴承钢零件以及非铁合金的坯料，变形力很大，突凹模强度、硬度要求高，表面应光洁
大批大量
可以多次打击成形，打击轻重可以控制，适用多膛模锻，便于进行拔长、滚压，适用于各类锻件，多采用带飞边开式锻模
大批
无砧座锤
下锤头活动，无砧座，模锻时无振动
上下模上下对击，操作不方便，不宜于拔长、滚压，适用于形状较简单的大型锻件单膛模锻
热模锻压机上模锻
热模压力机
行程固定，工作速度为0.5～0.8m/s，行程次数35～90次/min，设备刚度好，导向准确，有顶杆
行程不固定，上下锤头为平的，空气锤振动大，水压机无振动
在自由锻设备上采用活动胎模。与自由锻相比，锻件形状较复杂，尺寸较精确，节省金属，生产率高，设备能力较大。与模锻相比，适用性广，胎模制造简便，但生产率较低，锻件表面质量、模具寿命较低
成批
蒸汽空气锤
水压机
锤上模锻
有砧座锤
行程不固定，工作速度6～8m/s，振动大，有砧座，无顶杆，行程次数60～100次/min