謝才公式

[拼音]:duanzao

[英文]:forging

利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械效能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。鍛造和衝壓同屬塑性加工性質,統稱鍛壓。鍛造是機械製造中常用的成形方法。通過鍛造能消除金屬的鑄態疏鬆,焊合孔洞,鍛件的機械效能一般優於同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋製的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。

分類

鍛造按坯料在加工時的溫度可分為冷鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工,熱鍛是在高於坯料金屬的再結晶溫度下加工。有時還將處於加熱狀態,但溫度不超過再結晶溫度時進行的鍛造稱為溫鍛。這種劃分在生產中並不完全統一。

鋼的再結晶溫度約為460℃,但普遍採用800℃作為劃分線,高於800℃的是熱鍛;在300~800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。

鍛造按成形方法則可分為自由鍛、模鍛、冷鐓、徑向鍛造、擠壓、成形軋製、輥鍛、輾擴等。坯料在壓力下產生的變形基本不受外部限制的稱自由鍛,也稱開式鍛造。其他鍛造方法的坯料變形都受到模具的限制,稱為閉模式鍛造。成形軋製、輥鍛、輾擴等的成形工具與坯料之間有相對的旋轉運動,對坯料進行逐點、漸近的加壓和成形,故又稱為旋轉鍛造。

鍛造材料

鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。

(1)棒料:中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械效能均勻、良好,形狀和尺寸準確,表面質量好,便於組織批量生產。只要合理控制加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出效能優良的鍛件。

(2)鑄錠:僅用於大型鍛件。鑄錠是鑄態組織,有較大的柱狀晶和疏鬆的中心。因此必須通過大的塑性變形將柱狀晶破碎為細晶粒,將疏鬆壓實,才能獲得優良的金屬組織和機械效能。

(3)金屬粉末:經壓制和燒結成的粉末冶金預製坯在熱態下經無飛邊模鍛可製成粉末鍛件。鍛件粉末接近於一般模鍛件7.8克/釐米3 的密度,具有良好的機械效能,並且精度高,可減少後續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻,沒有偏析,可用於製造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠高於一般棒材的價格,在生產中的應用受到一定限制。

(4)液態金屬:對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、結晶、流動、塑性變形和成形,可獲得所需形狀和效能的模鍛件。液態金屬模鍛是介於壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用於一般模鍛難於成形的複雜薄壁件。

工藝流程

不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程最長(見圖):

(1)鍛坯下料。

(2)鍛坯加熱。

(3)輥鍛備坯。

(4)模鍛成形。

(5)切邊,切去模鍛多餘金屬形成的飛邊,通常在機械壓力機上用切邊模切去飛邊。

(6)中間檢驗,檢驗鍛件的尺寸和表面缺陷。

(7)鍛件熱處理,最常用的是正火,用以消除鍛造應力,降低硬度,細化晶粒,改善金屬切削效能。

(8)清理,主要是去除表面氧化皮,常用的方法有噴砂,噴鐵丸,也有用酸洗的。

(9)矯正,減少鍛件的彎撓、歪曲等,通常用落錘、螺旋壓力機或液壓機對放在矯正模膛內的鍛件加壓矯正。

(10)檢查,一般鍛件要經過外觀和硬度檢查,重要鍛件還要經過化學成分分析、機械效能、殘餘應力等檢驗和無損探傷。

參考書目

張志文:《鍛造工藝學》,機械工業出版社,北京,1983。