大锻件 第7部分 大型锻件的特殊锻造方法
大锻件第7部分大型锻件的特殊锻造方法
大锻件第7部分大型锻件的特殊锻造方法大型锻件是指尺寸大、重量重、形状复杂的锻件。
由于大型锻件具有体积大、重量重、形状复杂等特点，对于传统的锻造工艺来说存在着很大的挑战。
为了解决这些问题，人们不断探索和发展出一系列特殊的锻造方法，以满足大型锻件的生产需求。
一、自由锻造自由锻造是大型锻件常用的一种特殊锻造方法。
它适合于大型锻件，尤其是体积大、重量重、形状复杂的锻件的生产。
自由锻造的基本原理是根据锻件的形状要求，将锻坯放在锻模上，通过锻造机械的压力和动力，使锻坯按照模具的形状进行变形。
自由锻造可以通过调整锻造工艺参数实现锻件的多次锻造，从而获得更为复杂的形状。
二、环形锻造环形锻造是一种通过多次锻造来改变锻件截面形状的方法。
它适用于大型环形锻件的生产，如大型轴类、轮缘等。
环形锻造的基本原理是将锻件放在由专用模具构成的环形锻造机上，通过连续的多次锻造和轧制，使锻件的截面形状逐渐变化，最终获得所需的形状。
环形锻造可以使大型锻件的断面更加均匀一致，减少缺陷和残余应力，提高锻件的力学性能。
三、多次锻造多次锻造是大型锻件常用的一种特殊锻造方法。
它适用于大型锻件的制造，特别是形状复杂、要求苛刻的锻件。
多次锻造的基本原理是通过多道锻造工序进行，每道工序都进行一次锻造和调整，最终获得所需的锻件形状和尺寸。
多次锻造可以使大型锻件的组织更加均匀细密，减少缺陷和残余应力，提高锻件的强度和耐磨性。
四、挤压锻造挤压锻造是一种通过挤压和锻造的双重作用来改变锻件形状的方法。
它适用于大型锻件的生产，特别是管状、圆柱形、圆锥形等形状的锻件。
挤压锻造的基本原理是通过将锻坯放在模具中，在其中一点上施加挤压力，使锻坯变形并修正形状。
挤压锻造可以提高大型锻件的密实度和结构均匀性，改善锻件的力学性能和表面质量。
五、热锻与冷锻结合热锻和冷锻是大型锻件常用的两种锻造方法。
热锻适用于大型锻件的制造，特别是对于高温锻造生产来说。
冷锻适用于大型锻件的制造，特别是对于低温条件下的锻造生产来说。
7-大型锻件及其制造工艺-聂绍珉
研究生课程教学大纲课程所属类别：硕士课程编号：2080503007课程名称：大型锻件及其制造工艺概论开课院系：机械学院塑性成形系任课教师：聂绍珉先修课程：适用学科范围：学时：24 学分：1.5开课学期： 2 开课形式：讲授课程目的和基本要求：（200字左右）讲述大型锻件在国民经济、国防建设、特别是在装备制造中的作用和意义，国内外主要大锻件的生产水平。
使学生了解大型锻件的力学基础和制造工艺过程、大型锻件在制造过程各环节中存在的主要问题、大型锻件的特殊锻造方法及其力学机理、典型大锻件的锻造工艺。
要求学生对大锻件的特殊质量要求、特殊制造工艺及其存在的主要问题有基本的了解。
课程主要内容及学时分配：（1000~1500字）第一章绪论介绍大型锻件的特点及基本概念、国内外大型锻件及主要工艺装备的发展水平、主要研究方向及课程内容。
（2学时）第二章金属塑性加工的经典理论及现代方法应力分析；应变分析；基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程；屈服条件及其几何表达；全量理论及增量理论；变形力学简图；金属的塑性及其影响因素、提高塑性的工艺因素；变形抗力及其影响因素；研究金属塑性变形的现代方法。
（3学时）第三章现代炼钢技术电弧炉炼钢的发展概况及电弧炉的结构。
碱性电炉炼钢工艺过程：炉料及其准备，熔化期，氧化期，还原期，出钢。
大锻件用钢的炉外精炼：钢包吹氩法，钢液的真空处理，炉外精炼的基本手段（LD法、LL法、TD 法、RH法、DH法）。
大锻件用钢钢包精炼的主要工艺：ASEA-SKF法及Finkl—Mohr法，LF和LFV法，VOD法，V AD法，AOD法。
钢包喷射冶金法：TN法，SL法，CAB法。
电渣重熔法—ESR。
（4学时）第四章大型锻件用钢锭及铸锭技术大型钢锭的类型：普通钢锭，短粗型钢锭，短冒口钢锭，细长型钢锭，空心钢锭，多锥度钢锭，电渣重熔钢锭。
铸锭工艺：铸锭中钢液发生的物理化学变化，普通铸锭法：大气环境浇注、上注法、下注法、惰性气体保护，真空铸锭法：普通真空铸锭、真空吹氩铸锭；钢锭的缺陷：偏析（偏析的种类、危害及减轻偏析的措施），非金属夹杂（种类、形成机理、存在的形态及危害、消除或改善措施），气体（种类、铸锭中气体的形成机理、钢锭中的气体分布规律、危害），孔洞（种类、形成机理、危害及预防措施）。
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。
第七章锻压成形工艺
2、滚压模膛
在坯料(pī liào)长度根本不变的前提下用它来减小坯料(pī liào)某局部的横截面积，以增 大另一局部的横截面积。
滚压模膛分为开式和闭式两种：
当模锻件沿轴线的横截面积相差不很大或对 拔长后的毛坯作修整时，采用开式滚压模膛。
当模锻件的截面相差较大(jiào dà)时，那么应采 用闭式滚压模膛。
是将毛坯弯成所需形状(xíngzhuàn)的工序
在进行弯曲变形前，先要将毛坯锻成所需形状，使体积合 理分配，ห้องสมุดไป่ตู้于(biànyú)获得合格产品。
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5〕扭转(niǔzhuǎn)
将毛坯(máopī)一局部相对于另一局部绕其轴线旋转一定角度的工序。
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6〕切割(qiēgē)
几何体间的交接处 不应形成(xíngchéng)空间曲线
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零件(línɡ jiàn)的自由锻结构工艺性
自由锻件上不应设计(shèjì)出加强筋、凸台、 工字形截面或空间曲线形外表
自由锻件横截面假设有急剧变化或形状
较复杂(fùzá)时，应设计成有几个简单件构
成的组合体，再焊接或机械连接方法 连接。
造。图7－8中的b-b面，就不适合作分模面。
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(4) 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。
压力机 以压力(yālì)代替锤锻时的冲 击力，适用于锻造大型锻件。
水压机 油压机
锻锤吨位 = 落下局部总重量 = 活塞+锤头+锤杆
压力机吨位 = 滑块运动到下始点时所产生的最大压力
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二、自由锻工序
大学本科-机械设计及其自动化专业-《机械制造基础》课后练习题(有答案和解析)
大学本科-机械设计及其自动化专业-《机械制造基础》课后练习题（有答案和解析）1.(单选题)下面的叙述正确的是( )。
A顺序凝固有利于防止铸造应力的产生B同时凝固有利于防止缩孔的产生C铸造时浇注温度越高越好D铸件的结构斜度应设置在非加工表面正确答案：D题目解析：铸件的结构斜度应设置在非加工表面，这是为了便于从模具中取出铸件，同时避免在加工表面上留下不必要的痕迹。
选项A错误，因为顺序凝固并不能完全防止铸造应力的产生；选项B错误，因为同时凝固容易导致缩孔的产生；选项C错误，因为浇注温度过高会导致铸件产生缺陷。
2.(单选题)钢套镶铜轴承是一个双金属结构件，能够方便的铸造出该件的铸造方法是( )。
A金属型重力铸造B熔模铸造C离心铸造D低压铸造正确答案：C题目解析：离心铸造是一种利用离心力将液态金属浇入旋转的铸型中，使金属液在离心力的作用下贴紧铸型壁，从而获得各种形状的中空回转体铸件的铸造方法。
钢套镶铜轴承是一个双金属结构件，内层为钢套，外层为铜套，可以采用离心铸造的方法将两种金属材料结合在一起。
因此，答案为C。
3.(单选题)下面属于压焊的是( )。
A电渣焊B缝焊C氩弧焊D埋弧焊正确答案：B题目解析：缝焊是一种压焊方法，它使用旋转的滚轮电极对搭接的工件施加压力并进行焊接。
在焊接过程中，滚轮电极与工件接触部位产生电阻热，加上滚轮电极的挤压作用，形成连续的焊缝。
因此，正确的选项是B。
4.(单选题)在低碳钢焊接接头的热影响区中，力学性能最好的区域是( )。
A熔合区B正火区C部分相变区D过热区正确答案：B题目解析：在低碳钢焊接接头的热影响区中，正火区的力学性能最好。
正火区是焊接时焊缝两侧的金属正处于相变重结晶温度范围内，冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。
相比之下，熔合区的化学成分和组织性能极不均匀，力学性能较差；部分相变区的组织不均匀，力学性能也不好；过热区的晶粒粗大，力学性能也较差。
因此，答案为B。
机械制造基础：07锻造
第二章 锻造
定义： 在加压设备及工(模)具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑
性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。 锻造保证金属零件具有较好的力学性能。 可分为自由锻和模锻。
第一节 锻造方法
一、自由锻 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
二、 模锻
根据模锻件的复杂程 度，可将锻模设计为单膛 锻模和多膛锻模，简单锻 件如齿轮坯可仅设计为单 膛锻模；对弯曲连杆可设 计 为 多 膛 锻 模 ， 如 图 3-16 所示。
图3-16 弯曲连杆锻造过程
二、 模锻
锤上模锻具有设备投资少，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等优点。
状和尺寸的工序。主要包括镦粗、拔长、冲孔、切割、扭转、错 移等，最常用的是镦粗、拔长、冲孔。 (2)辅助工序：
指进行基本工序之前的预变形工序：压钳口、倒棱、压肩等。
一、自由锻
(3)精整工序 ： 指在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
3、锻件分类及基本工序方案 自由锻锻件大致可分为六类。其形状特征及主要变形工序如表
但振动大，噪声大，完成一个工步往往需要经过多次锤击，故难以实 现机械化和自动化，生产效率在模锻中相对较低。
二、 模锻
2.胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用简单的非固定模具（胎模）生产模锻
件的一种工艺方法。 特点:
与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，粗糙度低，节材。 与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件 质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。 胎模锻适用于小型锻件的中小批量生产。
1) 拔长模膛：减少坯料某部分横截面积，增加长度，如图3-11所示。
大型锻件锻造工艺过程
大锻件一般应用在大型机械的关键部位，由于工作环境恶劣，受力复杂多变，因此，在生产过程中对大型锻件的质量要求很高。
大锻件由钢锭直接锻造成形，生产大型锻件时，即使采用最先进的冶金技术，钢锭内部也不可避免存在微裂纹、疏松、缩孔、偏析等缺陷，严重影响锻件的质量，为了消除这些缺陷，提高锻件质量，就必须改进锻造工艺，选用合理的锻造工艺参数。
大锻件锻造不仅要满足所需零件形状和尺寸，而且重要的是破碎铸态组织、细化晶粒、均匀组织、锻合缩孔、气孔和缩松等缺陷，提高锻件内部质量。
钢锭尺寸愈大，钢锭中的缺陷也愈严重，锻造改善缺陷愈困难，进而增加了锻造难度。
在锻造过程中，镦粗和拔长是最基本的工序，也是不可缺少的工序，对于具有特殊外形的锻件来说，胎模锻造也较为常用。
一、镦粗工艺在大型锻件的自由锻生产中，镦粗是一个非常主要的变形工序。
镦粗工艺参数的合理选择，对大锻件的质量起着决定性的作用。
反复的镦拔不但可以提高坯料的锻造比，同时也可以破碎合金钢中的碳化物，达到均匀分布的目的；还可以提高锻件的横向力学性能，减小力学性能的异向性。
大型饼类锻件和宽板锻件都是以镦粗为主要变形，且镦粗的变形量很大，但是目前该类锻件的超声波探伤废品率很高，主要因为内部出现了横向内裂层缺陷，然而现行的工艺理论对此不能解释。
为此，从90年代开始，中国学者经过长时间的认真研究，从主变形区以及被动变形区理论出发，对镦粗理论进行深入研究。
提出了平板镦粗时刚塑性力学模型的拉应力理论以及静水应力力学模型的切应力理论，与此同时还进行了大量的定性物理模拟实验，并利用广义滑移线法和力学分块法来求解分析工件内部的应力状态，大量数据证明了该理论的合理性和正确性，揭示了利用普通平板镦粗圆柱体时其内部应力的分布规律，进而提出了锥形板镦粗新工艺，建立了方柱体镦粗的刚塑性力学模型。
二、拔长工艺拔长是大型轴类锻件锻造过程中必须的一道工序，也是影响锻件质量的主要工序，通过拔长工序使坯料截面积减小，长度增加，同时也起到打碎粗晶、锻合内部疏松与孔洞、细化铸态组织等作用，从而获得均质致密的高质量锻件。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
第7章
模锻工艺过程
3．模锻斜度的选择 为了便于将成形后的锻件从模膛中取出，在锻件上与分模面 相垂直的平面或曲面上必须加上一定斜度的余料，这个斜度就称 为模锻斜度。 外模锻斜度α和内模锻斜度β（图7.11）。在同一锻件上内
模锻斜度β比外模锻斜度α大。 锻件成形后，外模锻斜度有助于锻件出模，内模锻斜度的金 属由于收缩反而将模膛的突起部分夹得更紧。
第7章
模锻工艺过程
锻件的精度可用锻成尺寸与锻件公称尺寸的 偏差判定。锻件图上的公称尺寸所允许的偏差 范围称为尺寸公差，简称公差。
(1)锻件的形状
锻件形状的复杂程度由形状复杂系数S表示。 S是锻件质量或体积(Gd，Vd)与其外廓包容体 的质量或体积(Gb，Vb)的比值，即： S=Gd/Gb= Vd/ Vb
第7章
模锻工艺过程
热模锻压力机模锻工艺过程具有下列特点： 1、对于横截面形状复杂、分模面接近圆形或方形 的锻件(例如薄辐齿轮)，必须正确设计预锻工步。 2、对于截面相差很大的长毛坯，一般需要用其它 设备制坯。 3、最好使用电加热及其它少无氧化加热，或在热 坯料送进压力机前有效清除氧化皮。 4、热模锻压力机导向精度较高，工作方式和普通 冲床相近。
第7章
模锻工艺过程
7.2.2 长轴类锻件
按外形、主轴线、分模线特征，长轴类 锻件可分为： 1．直长轴锻件 ：一般采用拔长制坯或 滚挤制坯。 2．弯曲轴锻件：除了可能要拔长制坯或 拔长加滚挤制坯外，还要有弯曲制坯或成型 制坯。
第7章
模锻工艺过程
3．枝芽类锻件：带有突出部分。除了需拔 长制坯或拔长加滚挤制坯外，还要有成 型制坯或预锻制坯。 4．叉类锻件：头部呈叉状。若杆部较短， 除拔长制坯或拔长加滚挤制坯外，还要 进行弯曲制坯；若杆部较长，需用带劈 料台的预锻制坯工步，不需弯曲制坯。
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第七部分 大型锻件的特殊锻造方法大型锻件锻造的目的之一，在于通过压力将钢锭凝固过程中形成的疏松、空洞等缺陷锻合。
近年来，由于石油、化工、电力等领域的需求，锻件尺寸越来越大，相应的钢锭规格也越来越大型化，且远远超过锻造设备大型化的进程。
如何利用现有设备能力通过工具和锻造方法的改进实现上述目的即成为新的课题。
另外，钢锭内部的缺陷集中在其心部，希望通过特殊的工具形状在心部形成较大变形，并形成大的静水应力。
因而出现了一系列新的锻造方法。
一． FM 锻造法1． 概念z Free From Mannesmann effect避免产生“曼内斯曼”效应，即心部不产生轴向拉应力的锻造方法。
z 不对称的上下砧，上为普通平砧，下为大平台。
2． 机理z 普通平砧对称拔长时沿高度方向的轴向应力分布5.0/=h w %20=h ε时的等效应变和静水应力分布。
见下图，a ）为等效应变ε，b ）为静水应力σσ/m 。
由图可见：沿高度方向轴向变形分布：变形以轴向中心线上、下对称砧下------------微小变形区过渡区--------较大变形区中心-----------较大变形区。
沿高度方向轴向应力分布：应力以轴向中心线上、下对称砧下-----------大静水应力过渡区--------小静水应力中心-----------静水应力为正值，轴向、横向均为拉应力。
缺陷集中的中心区应变强度不大，且存在较大轴向拉应力（平均应力为正），即存在Mannesmann effect ，易使缺陷扩展。
若要不出现拉应力，则需加大砧宽至9.0~8.0/=h w ，但所需压力很大，对于大钢锭很难用现有的压机实现。
z FM 锻造法原理上下砧不对称，上小下大（见图）。
锻造力（主作用力）的作用面积沿高度方向逐步增大，垂直应力，即主应σ的绝对值逐渐减小，因此上部金属容易满足屈服条件。
这必将导致上部金力3属先变形，且变形量大，下部金属后变形，且变形量小或不变形的结果。
上砧下为刚性区，其轴向变形小于中部。
下砧上亦为难变形区，沿轴向的变形更小或完全不变形，于是形成了轴向变形上部较小，下部极小，中部轴心区很大的分布（图）。
因中部金属沿轴向或横向的流动必然受到下部金属的牵制，轴心部为轴向压应力，下部为轴向拉应力（图）。
沿高度方向轴向变形分布：变形以轴向中心线上、下不对称上砧下--------较小变形中心线--------大变形下平台上-----微小变形或不变形。
沿高度方向轴向应力分布：应力以轴向中心线上、下不对称上砧下--------微小拉应力中心线--------压应力下平台上-----拉应力。
相对于普通平砧拔长，因轴向拉应力层下移至缺陷较少的钢锭外层（图），有利于孔洞缺陷焊合。
z实验验证用网格法对试件进行变形实验。
采用多种砧宽比和不同的压下量组合。
当砧宽比5.0/=h w ，压下率%21=h ε时，轴向应变分布见图。
图中显示，上部应变较小，中部大，下部微小。
上下部的马鞍型分布为砧下难变形区的影响。
缺陷孔洞的焊合结果及于普通平砧的比较见照片。
全部实验结果见下表。
3．工艺参数z 当砧宽比取6.0/3.0≤≤h w 时，不出现曼内斯曼效应。
所需压机载荷是同参数（h h w ε,/）普通平砧拔长的1.4倍。
但若在同参数下使同尺寸孔洞闭合，FM 法所需压机载荷小。
z 当 6.0/≥h w 时，FM 法与普通平砧拔长区别不很大。
z 适于在小进给量下拔长大型钢锭，以解决压机能力不足的问题。
z 较佳参数匹配：6.0/=h w %15~14=h ε7.0/=h w %22=h ε（压机可提供大压力）z 采用180°翻转，双面等压下量，以防止因上下不对称变形导致中心线偏移。
z 采用180°翻转，错半砧工艺，当6.0/=h w ，心部H/5区域内孔洞完全闭合的临界压下量（双面）为22.5%，临界锻比约为1.5。
使孔洞闭合的临界等效应变为0.35。
z 我国在生产中已采用。
德国梯森·亨利希公司1981年即用435吨锭，以FM 法5火拔长锻出直径为Ф1849、粗加工重量为200吨的发电机轴。
3． 对FM 锻造法的发展—无横向拉应力锻造法z FM 锻造中，在无轴向拉应力的条件下，仍可能存在横向拉应力。
z 引入新的工艺参数—料宽比h b /=φz φ较小时，由于沿高度方向的横向（展宽）变形不均匀，心部变形较小， 在心部将产生横向拉应力。
z 当双面%22=h ε，48.0~42.0/=h w ，2.1~83.0/=h b 时，可保证心部处于 三向压应力状态。
4．问题非对称锻造，易造成锻件中心偏移，缺陷难以通过打中心孔等方法去除。
二． 中心压实（JTS ）锻造法1． 概念z 1958年由日本（Japan ）制钢所室兰工厂的馆野万吉（Tateno ）和鹿野昭一（Shikano）发明。
z用喷雾或吹风使坯料表面冷却，在表面和心部形成温差，利用内外不同的变形抗力在表面施压，使变形集中于心部的缺陷锻合方法。
z又称：硬壳锻造法，降温锻造法。
2．工艺要点和原理z工艺要点将钢锭首先锻成方坯。
方坯的加热温度应比一般锻造时的始端温度略高。
充分均温热透，尽量提高心部温度。
出炉后，在水压机上吹风或喷雾冷却，使锻坯内外温差达到250°~350°C。
采用上窄砧、下平台。
上砧长度方向与坯料轴线一致。
上砧宽度小于坯料宽度（图）。
既可有效减少坯料伸长，又可避免压住两侧的低温立边，集中施力于中心。
由冒口端至水口端顺序压下。
翻转90°再用同样的方法压另一面。
直至将坯料压成图示断面形状。
将图示断面锻成八方。
JTS工艺结束。
z原理要点外层温度低，心部温度高，外层变形抗力大，心部变形抗力小。
形成一个用硬壳包裹的高温金属（图），这部分金属恰为缺陷集中的钢锭心部。
用宽度小于坯料宽度的窄砧顺坯料方向压下，其变形集中于心部（图）。
由于心部周围全部是“硬壳”，必然为三向压应力状态。
该方法使锻件心部在高温、三向压应力状态下获得充分、均匀的大变形。
比较理想地同时满足了孔洞焊合的三个条件。
因此，孔洞缺陷焊合效果良好。
z实验用87吨34CrNi3Mo钢锭做JTS工艺实验。
先将钢锭锻成1260*1260mm方坯。
加热后表面降温至750°C。
用上窄砧、下平台实施JTS工艺。
用超声探伤检测10个缺陷的尺寸和分布。
比较中心压实前后缺陷的变化情况。
单边压下量为10%。
检测结果见下表。
由表可见，4、6、7疏松全部压实。
1为疏松区，缺陷较多，压实后仅余5个。
9为纯夹杂性缺陷，无法改变。
其余各检测区的缺陷引有夹杂存在，不可能完全闭合，但尺寸均大幅缩小。
实验表明：JTS 法对于疏松型或夹杂疏松型缺陷确有明显的压实效果。
JTS 法对夹杂型缺陷无能为力，要求钢锭必须具有良好的冶金质量。
JTS 法的锻透效果是其它锻造方法难以达到的，可显著提高转子等高级锻件的成品率。
本实验中的锻比为y=2.44，用如此小的锻比锻出合格的转子，说明JTS 法的缺陷锻合效果不仅优于其它锻造方法，而且横向性能也可得到保证，可省去镦粗工序。
3． 工艺参数z 压下量h ε：单面压下=h ε10%~13%，最佳值为13%。
双面压下，单侧%8~%7=h ε。
z 内外温差250°~350°C ，最佳值为230°-270°C。
z 上砧宽度为坯料宽度的55%~70%。
z 上砧长高比为7.0/00=H B 。
z 上砧应有足够大的圆角，或做成斜面（图），防止锻八方时折叠，4． 工艺特点z 能以小锻比达到普通锻造法高锻比才能达到的效果。
锻制大型电站转子需三次镦粗、三次以上的拔长，总锻比达7.0以上。
用JTS 法可不镦粗，总锻比仅2~3。
有效降低了压机负荷及锻造火次。
z因上砧长度方向与坯料轴向一致，坯料的伸长变形不大，变形的方向性不强，虽然不镦粗，其切向性能仍可达到要求。
各项异性轻微。
z变形对称性较好，锻件中心线与钢锭中心线基本重合，钢锭中心区的夹杂可通过打中心孔去除。
z压下量小。
当JTS法的压下量为14%~16%时，其压实效果与上、下平砧锻造时的18%~20%及上、下窄砧锻造时的21%~23%相当。
z我国应用JTS后，转子等重要锻件的成品率由60%提高到92%。
见下表。
z生产中已普遍采用，并已与其它锻造方法联合使用。
日本已用该方法锻造50吨以上钢锭300个。
我国也在转子等重要锻件中普遍采用。
5．问题喷雾降温，工作条件和环境较差。
JTS法需要数套专用砧子，投资较大。
三． WHF（宽砧强力压下）锻造法1．概念和原理z上下宽平砧，砧宽大。
z大压下量压下。
z砧下刚性区大，轴心部变形量大且变形均匀，锻透性好（图）。
z 因心部变形大，周围变形小，心部的轴向和横向应力均为压应力，提高了心部的三向压应力水平。
具备了高温、大变形和三向压应力的孔洞焊合热力学条件。
z 有利于心部缺陷锻合。
2．工艺参数z 砧宽比 9.0~68.0/=h w 。
z 压下量 %25~%20=h ε 。
z 送进量 ()w 9.0~7.03．工艺特点z 心部孔洞沿“圆---椭圆---缝---线”的规律逐渐闭合。
z 应用WHF 法拔长，只有在77.0~68.0/=h w ，压下量为%20=h ε时，才可有效锻合内部的孔洞缺陷。
z 砧的两侧外缘有30%区域的孔洞不能闭合。
满砧送进时，需在两砧间保持10%的搭接量，以减少边缘的不闭合区。
z 需采用错半砧锻造方法。
每遍拔长有效砧宽需覆盖全长。
只有这样，才能将H/5范围内的孔洞缺陷锻合。
z 同普通平砧锻造相比较，WHF 法因需大砧宽和大压下量，因此需要更大的压力，即需要更大参数的水压机。
其使用受到限制。
z 宽砧锻造导致拔长中展宽过大，拔长效率低。
4．应用日本制钢所（JSW ）用WHF 法及500吨钢锭成功锻造出了Ф2400的最大支撑辊。
我国的第一、第二重机厂将WHF 法与其他特殊锻造方法联合应用锻造出了、600MW 汽轮机低压转子。
目前WHF 法已成为重点大锻件生产企业常用和必用的方法之一。
四、其它特殊锻造方法1．KD 锻造法z 第一种重机厂1966年提出。
是用高温扩散加热、“上平下V ”宽砧、大压下量拔长圆坯的方法。
1975年改用“上下V 砧”。
z 高温扩散加热使锻件具有很好的塑性。
z “上下V 砧”可提高锻件表面的塑性。
z 因砧宽大，心部轴向变形大于砧下区的轴向变形，心部轴向为压应力。
“上下V 砧”增加了轴心部其它两向的压应力水平。
是较理想的三向压应力状态。
z “上下V 砧”使中心变形区增大，变形均匀。
综合前两条及高温条件，表明KD 法使中心区具备了孔洞缺陷焊合的三个热力学条件。
有利于孔洞缺陷焊合。
z 当6.0/=D w 时，临界拔长压下量为%6.14=h ε，此时可完全锻合D/5范围内的孔洞缺陷。