锻造的工艺特点
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。
自由锻造工艺
L<0.5h时，坯料内部的变形也是不均匀的，上部和下部变形大， 中部变形小，中间部分锻不透，轴心部分沿轴向受附加拉应力，轴 心部分原有的缺陷进一步扩大，易产生内部横向裂纹。
综合考虑送进量对拔长效率和锻件质量两方面的影响，一般认 为，相对送进量L/h =0.5～0.8较为合适，或绝对送进量取L=（0.4～ 0.8）b，b为砧宽。
冲孔时，毛坯分成两部分：冲头下面的园柱体A和冲头以外的 园环区B。应力应变简图，
A区金属的变形相当于园环包围下的镦粗，冲孔时的单位压力比 自由镦粗时要大，环壁愈厚时单位冲孔力也愈大。
B区金属的变形主要是由于A区的变形引起的。总的变形趋势是： 径向压缩变形，切向伸长变形，轴向应变则可能是伸长，也可能是 缩短，主要取决于径向压应力的大小，即取决于环壁的厚度：
③、砧子形状的影响：
上下V形砧拔长时，毛坯的变形程度最大，又处于强烈的三向压应 力状态，能够很好锻合心部缺陷，且拔长效率也高，毛坯轴线不会 偏移。
上平下V形砧拔长时，最大的变形区不在毛坯中心，而在距中心 1/2～3/4半径处，锻透性比较差，还由于毛坯上下变形深入程度不 等，不断翻转后会使轴线变成螺旋线，其结果将造成中心缺陷区的 扩大。
放置一块温度不低于坯料温度的软金属垫板（一般用碳素钢），
变形金属不直接受到工具的作用，由于软垫的变形抗力较低，故先 变形并拉着坯料作径向流动，结果坯料的侧面内凹；当继续镦粗时 软垫直径增大，厚度变薄，温度降低，变形抗力增大，而此时坯料 明显地镦粗，侧面内凹消失，呈现园柱形，再继续镦粗时，最后获 得程度不太大的鼓形。
这是因为坯料被压缩时，沿横截面上金属流动的情况如下图所示，
A区（困难变形区）金属带着靠着它的a区金属向轴心方向移动，B 区金属带着靠着它的b区金属向增宽方向流动，a、b两区的金属向 着两个相反的方向流动，当坯料翻转90°再锻打时，a、b两区调换 了一下，但其金属的流动仍沿着两个相反的方向，因而DD1和EE1便 成为两部分金属最大的相对移动线，在DD1和EE1线附近金属的变形 最大，反复翻转锻打时，a、b两区的金属剧烈的变形产生很大的热 量，使两区温度剧升，很快过热，甚至发生局部融化现象，在剪应 力作用下，很快沿对角线产生破坏；坯料质量不好，加热时间较短， 内部温度较低，或打击过重时，由于沿对角线上金属流动过于剧烈， 产生严重的加工硬化现象，也促使金属很快地沿对角线开裂。
(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。
锻造工艺培训资料
文件名称第 1 版核准审批审核编制发布日期实施日期目录一、锻造的概念 (3)1、自由锻 (3)2、模锻 (3)3、胎模锻造 (4)二、锻造的工艺性 (4)1 、自由锻造的工艺性 (4)2、模锻件结构工艺性 (4)三、锻造的加热温度控制 (5)1、加热的目的 (5)2、加热容易产生的缺陷 (5)3、中频感应加热炉 (6)四、锻件质量检验及控制 (7)1、锻件缺陷的分类 (7)2、锻件缺陷产生原因 (7)3、锻件质量控制的主要内容和方法 (9)一、锻造的概念在外力的作用下，使坯料产生局部或者全部变形，以获得一定几何尺寸、形状和内部组织的锻件加工方法称为锻造。
锻造普通分为自由锻和模锻两大类。
1、自由锻：利用冲击力或者压力使金属在上锤、下砧之间朔性变形，从而得到所需要锻件的锻造方法。
自由锻造的特点：工艺灵便、成本低、具有较强的适应性，但精度差、余量大、材料消耗多，生产效率低。
主要设备：蒸汽-空气锤、液压机自由锻造的基本工序：拔长、镦粗、冲孔、切边、弯曲、扭转、错移。
2、模锻：使坯料在模膛内受压变形的方法，在变形过程中，由于模膛对金属坯料流动的限制，金属坯料充满模膛，获得与模膛形状相同的锻件。
模锻的特点：生产效率高、锻件精度高、余量小、操作简单。
模锻的主要设备1) 锤上模锻：蒸汽-空气锤、高速锤。
2) 压力机上模锻：磨擦压力机、曲柄压力机、平锻机、模锻水压机。
锻模结构锤上模锻的锻模是由带有燕尾的上模和下模两部份组成，下模固定在砧座上，上模固定在锤头上，上模和下模均有相应的模膛。
锻模的模膛分为模锻模膛和制坯模膛两大类。
1) 模锻模膛可分为预锻模膛和终锻模膛两种2) 制坯模膛有几种：拔长模膛、滚挤模膛、弯曲模膛、切断模膛，还有镦粗台等。
3、胎模锻造：胎膜锻造是在自由锻造设备上使用胎膜生产模锻件的方法。
普通利用自由锻将坯料初步成型，然后再用胎膜终锻成型。
设备简单，胎膜简单，不需要固定在设备上，适应中小批量生产。
锻造的特点与应用
锻造的特点与应用锻造是一种常见的金属加工方法，通过对金属材料进行热加工和机械加工，使其形状和性能发生改变，从而得到所需的工件。
锻造具有以下几个特点：高强度、高韧性、高精度、高效率、多种途径、广泛应用。
锻造可以提高金属材料的强度和韧性。
在锻造过程中，通过对金属材料施加压力，使其发生变形，从而使金属的晶粒细化，晶界得到清晰化，使金属的内部结构得到改善，从而提高金属的强度和韧性。
锻造可以提高金属零件的精度。
在锻造过程中，可以通过选用适当的模具和控制锻造工艺参数，使得金属材料在受力过程中得到均匀变形，从而得到形状更加准确的零件。
锻造是一种高效率的金属加工方法。
相比于其他加工方法，锻造具有高效率的优势。
在同样的时间内，可以通过锻造得到更多的产品，从而提高生产效率。
锻造具有多种途径。
根据锻造工艺的不同，可以分为自由锻造、模锻和轧锻等多种方式。
每种方式都有其适用的材料和工件形状范围，可以根据具体需求选择合适的锻造方式。
锻造具有广泛的应用领域。
锻造是一种传统的金属加工方法，被广泛应用于汽车、航空航天、军工、能源、机械制造等行业。
无论是大型的船舶、桥梁等重型工业设备，还是小型的螺栓、螺母等零部件，都可以通过锻造得到。
在汽车行业中，锻造常用于制造发动机曲轴、传动轴、悬挂系统等零部件。
这些零部件需要具有高强度和高精度，以确保整个汽车的安全性和可靠性。
在航空航天行业中，锻造被广泛应用于制造发动机叶片、航空发动机外壳等关键零部件。
这些零部件需要具有优良的耐高温和抗疲劳性能，以确保航空器的正常运行。
在军工行业中，锻造常用于制造坦克炮管、导弹外壳等重型军事装备。
这些装备需要具有高强度和高耐磨性能，以应对复杂的作战环境。
在能源行业中，锻造常用于制造核电设备、火力发电设备等重要设备。
这些设备需要具有高耐压和高耐腐蚀性能，以确保能源的稳定供应。
在机械制造行业中，锻造被广泛应用于制造各种机械零部件，如轴承、齿轮、链条等。
这些零部件需要具有高精度和高耐磨性能，以确保机械设备的正常运转。
浅谈锻造工艺及铝合金锻造
目录
• 锻造工艺概述 • 铝合金锻造的特点与优势 • 铝合金锻造的工艺流程与技术 • 铝合金锻造的质量控制与缺陷防止 • 铝合金锻造技术的发展趋势与展望
01
锻造工艺概述
锻造工艺的定义与分类
锻造工艺是指通过施加外力，使金属 坯料在高温或室温下发生塑性变形， 从而获得所需形状和性能的金属制品 的一种加工方法。根据变形温度的不 同，锻造工艺可分为热锻、温锻和冷 锻。
铝合金的铸锭
熔炼完成后，将铝液倒入模具中，冷 却凝固后形成铝合金铸锭。铸锭的尺 寸和质量对后续锻造过程有着重要影 响。
铝合金锻造前的准备
铝合金铸锭的加热
在锻造前，需要对铝合金铸锭进行加热，使其达到适合锻造 的温度。
铝合金铸锭的清理与检查
加热前需对铸锭进行清理，去除表面杂质和氧化物，并进行 质量检查，以确保其符合锻造要求。
铝合金锻件表面形成的致密氧化膜具 有优异的耐腐蚀性，可应用于海洋工 程、化学工业和食品加工等领域。
高强度与刚性
通过锻造工艺可获得高强度和刚性的 铝合金构件，适用于航空、汽车和高 速列车等领域。
03
铝合金锻造的工艺流程 与技术
铝合金的熔炼与铸锭
铝合金的熔炼
熔炼是铝合金锻造的第一步，需要将 铝和其他合金元素加热至熔点以上， 并进行搅拌和除气处理，以确保合金 成分均匀且不含杂质。
05
铝合金锻造技术的发展 趋势与展望
提高铝合金锻件的性能与质量
优化锻造工艺参数
通过精确控制锻造温度、变形速 度等参数，提高铝合金锻件的性
能和质量。
采用新型合金材料
研发高强度、高韧性、耐腐蚀的铝 合金材料，提高锻件的综合性能。
强化组织结构控制
模型锻造的工艺特点
模型锻造的工艺特点
1.热加工加工方法
锻造是一种热加工加工方法，这意味着原材料需要经过加热处理才能形成所需的物理形态。
加热可以增加材料的塑性和可变形性，使之更容易塑形成所需的形态。
2.增加密度和强度
模型锻造可以通过挤压和压缩等方式增加材料的密度和强度。
在锻造过程中，原材料被有针对性地加工形成所需形态，同时也会产生变形和重塑，增加了材料的密度和强度。
3.成形精度高
锻造过程具有非常高的成形精度，因为锻造是一种有针对性的加工方法，可以精确地控制形态和尺寸，相比较其他的加工方法，模型锻造可以做到更高的精度。
4.耐腐蚀性能优良
锻造所形成的材料，其表面平整、工件成形完美、尺寸精度较高，同时内部空隙也很少，这使得它具有更高的耐腐蚀性能，尤其是在制造船舶、化工、压力容器等对耐腐蚀性能要求较高的行业中应用广泛。
5.适用性广泛
锻造工艺适用于各种类型和形状的材料，包括铸造、锻造之后的材料等，还可以通过在锻造过程中利用多种不同的工具和设备来形成所需的物理形态，提高了材料的生产和加工的灵活性和适应性。
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锻造的工艺特点
锻造是一种重要的金属加工工艺，其特点如下：
1. 高强度：锻造工艺能够改善金属的晶粒结构，使得其内部组织更加
致密，从而提高了材料的强度和硬度。
2. 可塑性好：在锻造过程中，金属材料受到大量的压力和变形，因此
其可塑性得到了充分发挥。
3. 精度高：锻造工艺可以在较短时间内制作出复杂形状、高精度的零件。
这是由于锻造过程中金属受到较大的压力和变形，从而使得零件
具有较高的精度。
4. 节省材料：由于锻造过程中采用了先进的数控技术和模具设计技术，因此可以减少废料产生，并且节约了原材料成本。
5. 良好的机械性能：经过锻造加工后的零件具有优异的机械性能，比
如抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性等等。
6. 增强表面质量：通过锻造加工后，零件表面会更加光滑，从而增强
了零件的表面质量。
总之，锻造工艺具有高强度、可塑性好、精度高、节省材料、良好的机械性能和增强表面质量等特点。
这些特点使得锻造工艺在制造高精度零件和重要构件方面具有重要的应用价值。