锻造是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、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。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。
锻造按坯料在加工时的温度
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锻造是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、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。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。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。
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锻造工艺中各温度域的优势
温锻的优势就在于可以提高锻件的精度和质量,同时又没有冷锻那样大的成形力。温锻工艺的应用与锻件材料、锻件大小、锻件复杂程度有密切的关系。一般而言,对于形状不太复杂的低碳、低合金钢小型精密模锻件,采用冷锻工艺就可以成形;对于形状复杂的中小型中碳钢精密模锻件,冷锻方法难以解决其成形问题,或单纯采用冷锻工艺成本偏高,则可采用温锻成形。钢的再结晶温度大约在750℃左右,在700℃以上进行锻造时,由于变形能可得到动态释放,成形阻力急剧减小;在700-850℃锻造时,锻件氧化皮较少,表面脱碳现象较轻微,锻件尺寸变化较小;在950℃以上锻造时,虽然成形力更小,但锻件氧化皮和表面脱碳现象严重,锻件尺寸变化较大。因而在700-850℃的范围内锻造可得到质量和精度都比较好的锻件。
锻造工艺有哪些?
对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程特别长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
热前的应力状态。热前零件在经过
锻造、正火、抛丸及机加工等工序后,或多或少会累积残余应力、锻造缺陷、组织不良等,而应力集中对变形影响非常显著。消除或控制残余应力的产生对后续热处理工序控制变形大有裨益。锻造过程中通过管理镦粗方向等手段控制金属纤维流线,使其沿齿轮毛坯外轮廓对称状均匀分布;正火过程应控制带状组织形成趋势,减少材料各项异性;机加工过程应注意均匀切削和通过刀具寿命管理等尽力避免加工应力的过度累积和不均匀状态。特别是形状复杂的工件,前序产生的残余应力对淬火变形影响很大,可采用去应力回火或均匀化处理措施消除应力。
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