铜的锻造缺陷分析及对策
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温度超过 转变温度（～700 ℃ ）时， 晶
粒急剧长大，使塑性降低，当变形温度低于650 ℃时， 变形抗力迅速增大，并可能进入中温脆性区。
4.导热性好
銅合金具有很高的导热性，因此铜
合金在锻造时应采取必要的工艺措施，
以尽量减少金属的热量散失。
5.某些铜合金的热效应现象较显著
一些铜合金，锡磷青铜和锰青铜，锻造是热效应现象较显著。 若变形速度过快，则由于热效应的作用，容易产生过热，甚至过
7.氢气病
所有高銅的铜合金，在高温下极易氧化。
因为含有氧的铜合金，在有还原气氛中加热，
会是金属内部形成微小裂纹，使合金变脆。因
此，加热铜合金时，炉子气氛最好是中性。
1）锻造时变形程度应大于10%~15%; 2) 为保证是一的终锻温度，应选择合适的始锻温度。 3） 加热温度应低于 的转变温度。
6.应力腐蚀开裂
如果铜合金锻件内存在参与应力，则在潮湿大气中，特别是在含
氨盐的大气中会 引起应力腐蚀开裂。 对策：（1 ）锻造时，应使锻件上各处的变形量和变形温度比较均匀， 如锻造长轴类锻件时，应将工件经常调头变形，使各部分变形温度相 近，减少内应力。 （2）铜合金锻造后，要及时在260～300℃范围内进行消除应力 退火。
铜的锻造缺陷分析及对策
© All rights reserved
讨论内容
Part I：铜合金成分及其性质 Part II：锻造加工 Part III：常见缺陷及其对策
铜合金成分及其性质
铜合金以纯铜为基体加入一种或几种其他元 素所构成的合金。
紫铜，纯铜；优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。 黄铜，以锌作主要添加元素；具有良好的冷加工性能，切削性 能 青铜，除黄铜﹑白铜以外的铜合金；铸造性能﹑减摩性能好和 机械性能好 白铜，以镍为ห้องสมุดไป่ตู้要添加元素的铜合金；机械性能和耐蚀性好﹐ 色泽美观
3.切边撕裂
铜合金锻件在胎膜锻和模锻后，如立即进行切边， 将会有撕裂现象，所以冷却再在切边。
4.折叠
铜合金变形，表面容易起皱。因此较易产生折叠。
5.晶粒粗大
铜合金晶粒粗大的原因：
A.坯料过热 B.终锻温度过高 C.锻造时的变形程度处于临界变形程度范围（10%～15%） 内。
为避免上述现象，应当注意以下几点：
锻造生产的优点
锻造生产与其他加工方法相比，有以下优 点： 1）锻造能改善金属的组织，提高金属的 力学性能和物理性能。 2）节约金属材料和切削加工工时。 3） 具有较高的劳动生产率。 4） 锻造有很大的灵活性。
銅合金的锻造特点
1.
多数铜合金在室温和高温下具有良好的塑性。
大多数铜合金在室温和高温下塑性很好，可以顺利地进行锻造，而
区，塑性显著减低，很容易断裂。由于中温脆性
区的存在，很多铜合金的 双相区的塑性比单相
区的塑性高。因此锻造变形主要在双相区的温度
范围进行。
3.锻造温度范围窄
铜合金的锻造温度范围比碳钢窄。所有铜合金的锻
造 温 度 范 围 都 不 超 过 100 ～ 200℃ ， 其 中 铅 黄 銅
HPb59-1合金的锻造温度范围尚不足100 ℃.。当加热
且对应力状态和变形速度均不敏感，即使在高速变形或具有拉应力 存在的条件下变形仍具有足够的塑性。但是少数铜合金，如HPb591，塑性较低，对拉应力状态较敏感。含铅较高的铅黄铜对变形速 度很敏感，在静拉伸和动拉伸二种变形条件下的塑性有明显不同， 这类铜合金适合在压力机上进行锻造。
2.存在中温脆性区
铜合金存在中温度脆性区。合金在中温脆性
根据实验，HPb59-1加热温度控制在710 ～730℃。铜 合金过烧时，模锻件表面粗糙，无金属光泽，边缘处 开裂；自由锻时开裂严重。 为防止过热、过烧，应严格控制加热温度和时间。 在油炉和煤炉中加热时，更应准确控制炉温以保证加 热质量。
2.锻造裂纹
铜合金锻裂原因主要有以下几个方面：
a.坯料内部或表面有缺陷 b.锻造温度不合适，塑性低。 c.变形程度过大或拉应力过大。 銅锭表面质量差，内部也常常有教严重的偏析，锻造时常 易开裂。因此，需均匀退火，鍛前要车皮。 锻造温度对合金的塑性影响很大。加热温度过高，易产生 过热、过烧，引起锻裂或粗晶。锻造温度过低，有些铜合金由 于在结晶不充分，塑性降低，也常常产生裂纹。有些铜合金锻 件由于变形程度过大(热效应显著)或局部地方应力集中，也会产 生锻裂。
黄铜
PBh 59-1铅黄铜
化学成份：Cu ：7.0～60.0 ；Zn：余 量 ；Pb：0.8～1.9 ； P：≤0.02 ； Al： ≤0.2 ； Fe：≤0.5 ； Sb ：≤0.01 Bi：≤0.003 注：≤1.0(杂质) 力学性能：抗拉强度 σb (MPa)：≥420 ； 伸长率 δ (％)：≥12
金属的锻造加工
1.根据金属变形时的温度，锻造可分为： ★热锻 ★冷锻 2.根据受力的来源，锻造可分为： ▲手工锻造 ▲机器锻造
（一）手工锻造是用手锻工具依靠人力在铁砧上进行的。
（二）机器锻造在各种设备上进行。 1）自由锻造。把加热好的金属毛坯房在自由锻造设备的平砧上 或简单的工具之间进行锻造。 2）模锻。把加热好的金属毛坯放在固定于模锻设备上的模具内 进行锻造。由型腔限制金属的变形，从而获得与型腔形状一致 的锻件。 3）胎膜锻。自由锻向模锻过度的锻造变形方法。它把加热好的 金属毛坯用自由锻方法预锻成近似锻件的形状，然后在自由锻 设备上用胎膜终锻成形。 4) 特种锻造是一种新工艺。即在专用设备上或在特殊模具内使 金属毛坯成形的一种特殊锻造工艺。如精密模锻、热挤压。
烧。含铅量较高（超过2.5%）的铅黄铜模锻件，在变形程度较大
的部位极易开裂。其原因也就是由于变形程度较大的部位热效应 显著，使合金的温度升高，引起合金中低熔点杂质的熔化，破环
了晶间的联系。另外，銅合金锻造时的外摩擦系数较大，所以流
动性较差，模锻成形时有一定难度。
常见的缺陷及解决办法
1.过热、过烧
铜合金加热超过始锻温度时要产生过热，黄铜和 黄铜 的过热倾向较大。这类黄铜，如加热温度超过 转变温度， 晶粒会剧烈长大，锻造时坯料形成桔皮表面，甚至开裂。 为避免过热，这类铜合金的加热温度不宜超过 转变温度， 即在 两相区锻造为宜。铅黄铜的含铜量变动范围较大 （57%～60%），实际含铜量对其 转变温度影响很大， 因此，确定这种铅黄铜的转变温度时要考虑铜含量的影响。
粒急剧长大，使塑性降低，当变形温度低于650 ℃时， 变形抗力迅速增大，并可能进入中温脆性区。
4.导热性好
銅合金具有很高的导热性，因此铜
合金在锻造时应采取必要的工艺措施，
以尽量减少金属的热量散失。
5.某些铜合金的热效应现象较显著
一些铜合金，锡磷青铜和锰青铜，锻造是热效应现象较显著。 若变形速度过快，则由于热效应的作用，容易产生过热，甚至过
7.氢气病
所有高銅的铜合金，在高温下极易氧化。
因为含有氧的铜合金，在有还原气氛中加热，
会是金属内部形成微小裂纹，使合金变脆。因
此，加热铜合金时，炉子气氛最好是中性。
1）锻造时变形程度应大于10%~15%; 2) 为保证是一的终锻温度，应选择合适的始锻温度。 3） 加热温度应低于 的转变温度。
6.应力腐蚀开裂
如果铜合金锻件内存在参与应力，则在潮湿大气中，特别是在含
氨盐的大气中会 引起应力腐蚀开裂。 对策：（1 ）锻造时，应使锻件上各处的变形量和变形温度比较均匀， 如锻造长轴类锻件时，应将工件经常调头变形，使各部分变形温度相 近，减少内应力。 （2）铜合金锻造后，要及时在260～300℃范围内进行消除应力 退火。
铜的锻造缺陷分析及对策
© All rights reserved
讨论内容
Part I：铜合金成分及其性质 Part II：锻造加工 Part III：常见缺陷及其对策
铜合金成分及其性质
铜合金以纯铜为基体加入一种或几种其他元 素所构成的合金。
紫铜，纯铜；优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。 黄铜，以锌作主要添加元素；具有良好的冷加工性能，切削性 能 青铜，除黄铜﹑白铜以外的铜合金；铸造性能﹑减摩性能好和 机械性能好 白铜，以镍为ห้องสมุดไป่ตู้要添加元素的铜合金；机械性能和耐蚀性好﹐ 色泽美观
3.切边撕裂
铜合金锻件在胎膜锻和模锻后，如立即进行切边， 将会有撕裂现象，所以冷却再在切边。
4.折叠
铜合金变形，表面容易起皱。因此较易产生折叠。
5.晶粒粗大
铜合金晶粒粗大的原因：
A.坯料过热 B.终锻温度过高 C.锻造时的变形程度处于临界变形程度范围（10%～15%） 内。
为避免上述现象，应当注意以下几点：
锻造生产的优点
锻造生产与其他加工方法相比，有以下优 点： 1）锻造能改善金属的组织，提高金属的 力学性能和物理性能。 2）节约金属材料和切削加工工时。 3） 具有较高的劳动生产率。 4） 锻造有很大的灵活性。
銅合金的锻造特点
1.
多数铜合金在室温和高温下具有良好的塑性。
大多数铜合金在室温和高温下塑性很好，可以顺利地进行锻造，而
区，塑性显著减低，很容易断裂。由于中温脆性
区的存在，很多铜合金的 双相区的塑性比单相
区的塑性高。因此锻造变形主要在双相区的温度
范围进行。
3.锻造温度范围窄
铜合金的锻造温度范围比碳钢窄。所有铜合金的锻
造 温 度 范 围 都 不 超 过 100 ～ 200℃ ， 其 中 铅 黄 銅
HPb59-1合金的锻造温度范围尚不足100 ℃.。当加热
且对应力状态和变形速度均不敏感，即使在高速变形或具有拉应力 存在的条件下变形仍具有足够的塑性。但是少数铜合金，如HPb591，塑性较低，对拉应力状态较敏感。含铅较高的铅黄铜对变形速 度很敏感，在静拉伸和动拉伸二种变形条件下的塑性有明显不同， 这类铜合金适合在压力机上进行锻造。
2.存在中温脆性区
铜合金存在中温度脆性区。合金在中温脆性
根据实验，HPb59-1加热温度控制在710 ～730℃。铜 合金过烧时，模锻件表面粗糙，无金属光泽，边缘处 开裂；自由锻时开裂严重。 为防止过热、过烧，应严格控制加热温度和时间。 在油炉和煤炉中加热时，更应准确控制炉温以保证加 热质量。
2.锻造裂纹
铜合金锻裂原因主要有以下几个方面：
a.坯料内部或表面有缺陷 b.锻造温度不合适，塑性低。 c.变形程度过大或拉应力过大。 銅锭表面质量差，内部也常常有教严重的偏析，锻造时常 易开裂。因此，需均匀退火，鍛前要车皮。 锻造温度对合金的塑性影响很大。加热温度过高，易产生 过热、过烧，引起锻裂或粗晶。锻造温度过低，有些铜合金由 于在结晶不充分，塑性降低，也常常产生裂纹。有些铜合金锻 件由于变形程度过大(热效应显著)或局部地方应力集中，也会产 生锻裂。
黄铜
PBh 59-1铅黄铜
化学成份：Cu ：7.0～60.0 ；Zn：余 量 ；Pb：0.8～1.9 ； P：≤0.02 ； Al： ≤0.2 ； Fe：≤0.5 ； Sb ：≤0.01 Bi：≤0.003 注：≤1.0(杂质) 力学性能：抗拉强度 σb (MPa)：≥420 ； 伸长率 δ (％)：≥12
金属的锻造加工
1.根据金属变形时的温度，锻造可分为： ★热锻 ★冷锻 2.根据受力的来源，锻造可分为： ▲手工锻造 ▲机器锻造
（一）手工锻造是用手锻工具依靠人力在铁砧上进行的。
（二）机器锻造在各种设备上进行。 1）自由锻造。把加热好的金属毛坯房在自由锻造设备的平砧上 或简单的工具之间进行锻造。 2）模锻。把加热好的金属毛坯放在固定于模锻设备上的模具内 进行锻造。由型腔限制金属的变形，从而获得与型腔形状一致 的锻件。 3）胎膜锻。自由锻向模锻过度的锻造变形方法。它把加热好的 金属毛坯用自由锻方法预锻成近似锻件的形状，然后在自由锻 设备上用胎膜终锻成形。 4) 特种锻造是一种新工艺。即在专用设备上或在特殊模具内使 金属毛坯成形的一种特殊锻造工艺。如精密模锻、热挤压。
烧。含铅量较高（超过2.5%）的铅黄铜模锻件，在变形程度较大
的部位极易开裂。其原因也就是由于变形程度较大的部位热效应 显著，使合金的温度升高，引起合金中低熔点杂质的熔化，破环
了晶间的联系。另外，銅合金锻造时的外摩擦系数较大，所以流
动性较差，模锻成形时有一定难度。
常见的缺陷及解决办法
1.过热、过烧
铜合金加热超过始锻温度时要产生过热，黄铜和 黄铜 的过热倾向较大。这类黄铜，如加热温度超过 转变温度， 晶粒会剧烈长大，锻造时坯料形成桔皮表面，甚至开裂。 为避免过热，这类铜合金的加热温度不宜超过 转变温度， 即在 两相区锻造为宜。铅黄铜的含铜量变动范围较大 （57%～60%），实际含铜量对其 转变温度影响很大， 因此，确定这种铅黄铜的转变温度时要考虑铜含量的影响。