锻造 forging


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锻造(卷名：机械工程)
forging

　　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。
　　分类 　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下加工。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。这种划分在生产中并不完全统一。
　　钢的再结晶温度约为460℃，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。
　　锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造。其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。
　　锻造材料 　锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
　　①棒料：中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
　　②铸锭：仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。
　　③金属粉末：经压制和烧结成的粉末冶金预制坯在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件7.8克／厘米3 的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。
　　④液态金属：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，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。
　　工艺流程 　不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长(见图)：①锻坯下料。②锻坯加热。③辊锻备坯。④模锻成形。⑤切边，切去模锻多余金属形成的飞边，通常在机械压力机上用切边模切去飞边。⑥中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷。⑦锻件热处理，最常用的是正火，用以消除锻造应力，降低硬度，细化晶粒，改善金属切削性能。⑧清理，主要是去除表面氧化皮，常用的方法有喷砂，喷铁丸，也有用酸洗的。⑨矫正，减少锻件的弯挠、歪曲等，通常用落锤、螺旋压力机或液压机对放在矫正模膛内的锻件加压矫正。⑩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。
　　参考书目
　张志文:《锻造工艺学》，机械工业出版社，北京，1983。
程秉恒　黄春

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。