金屬加工方法(鍛造是一種重要的零件制造工藝）

導讀大家好，小紅來為大家解答以上問題。（金屬加工方法，鍛造是一種重要的零件制造工藝），很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！鍛造是利...

大家好，小紅來為大家解答以上問題。（金屬加工方法，鍛造是一種重要的零件制造工藝），很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

鍛造是利用鍛造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性能、一定形狀和尺寸的鍛件的一種加工方法。鍛造(鍛造和沖壓)是兩大組成部分之一。鍛造可以消除鑄態(tài)氣孔缺陷，優(yōu)化冶煉過程中金屬的顯微組織。同時，由于保留了完整的金屬流線，鍛件的力學性能一般要優(yōu)于同樣材質的鑄件。對于相關機械中載荷高、工況惡劣的重要零件，除了形狀簡單的卷板、型材或焊件外，多采用鍛件。

1.變形溫度

鋼的初始再結晶溫度在727℃左右，但一般以800℃為分界線，高于800℃的溫度為熱鍛。300 ~ 800℃稱為溫鍛或半熱鍛，室溫稱為冷鍛。大多數行業(yè)使用的鍛件都是熱鍛，而溫鍛和冷鍛主要用于鍛造汽車、通用機械等零部件。溫鍛和冷鍛能有效節(jié)約材料。

2.鍛造類別

按鍛造溫度可分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。根據成形機理，鍛造可分為自由鍛造、模鍛、環(huán)軋和特種鍛造。

1)自由鍛造。是指利用簡單的萬能工具或直接在鍛造設備的上砧和下砧之間施加外力，使坯料變形，以獲得所需的幾何形狀和內部質量的鍛造加工方法。用自由鍛造法生產的鍛件稱為自由鍛件。自由鍛造主要生產小批量鍛件。使用鍛錘和液壓機等鍛造設備來成形坯料并獲得合格的鍛件。自由鍛造的基本過程包括鐓粗、拉伸、沖孔、切割、彎曲、扭轉、移位和鍛造。自由鍛造都是熱鍛。

2)模鍛。鍛造可分為開式模鍛和閉式模鍛。將金屬坯料在一定形狀的鍛模內膛中壓縮變形，得到鍛件。模鍛一般用于生產重量小、批量大的零件。模鍛可分為熱模鍛、溫鍛和冷鍛。溫鍛和冷鍛是模鍛未來的發(fā)展方向，也代表了鍛造技術的水平。

根據材料，模鍛還可分為黑色金屬模鍛、有色金屬模鍛和粉末制品成形。顧名思義，材料就是碳鋼等黑色金屬，銅、鋁等有色金屬，以及粉末冶金材料。

擠壓屬于模鍛，可分為重金屬擠壓和輕金屬擠壓。

閉式模鍛和閉式鐓粗是模鍛的兩種先進工藝。因為沒有毛邊，材料利用率高。用一道工序或幾道工序完成復雜鍛件的精加工是可能的。由于沒有飛邊，鍛件的受力面積減小，所需載荷也減小。但需要注意的是，不能完全限制空白。因此，應嚴格控制毛坯的體積，控制鍛模的相對位置，并對鍛件進行測量，以減少鍛模的磨損。

3)環(huán)磨。環(huán)磨是指用專用設備環(huán)磨機生產不同直徑的環(huán)形零件，也用于生產汽車車輪、火車車輪等車輪零件。

4)特殊鍛造。特種鍛造包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態(tài)模鍛等多種鍛造方式，都比較適合生產一些特殊形狀的零件。比如輥鍛可以作為有效的預成形工藝，大大降低后續(xù)成形壓力;楔橫軋可以生產鋼球、傳動軸等零件;徑向鍛造可以生產筒體、階梯軸等大型鍛件。

5)鍛模

根據鍛模的運動方式，鍛造可分為旋鍛、旋鍛、輥鍛、楔橫軋、環(huán)軋和交叉軋制。也可以用精鍛來加工旋轉鍛造、旋轉鍛造和環(huán)軋。為了提高材料的利用率，可以采用輥鍛和交叉軋制作為細長材料的前道工序。旋鍛和自由鍛一樣，也是部分成形，其優(yōu)點是與鍛件尺寸相比，即使在較小的鍛造力下也能成形。在這種鍛造方法中，包括自由鍛造，材料在加工過程中從模具表面附近膨脹到自由表面，因此難以保證精度。因此，通過計算機控制鍛模的運動方向和擺鍛過程，可以用較小的鍛造力獲得形狀復雜、精度較高的產品，如渦輪葉片等多品種、大尺寸的鍛件。

鍛造設備的模具運動與自由度不一致。根據下止點的變形限制特征，鍛造設備可分為以下四種形式:

鍛造限力形式:通過油壓直接驅動滑塊的油壓機。

準行程限制方式:油壓驅動曲柄連桿機構的油壓機。

行程限制方式:用曲柄、連桿和楔形機構驅動滑塊的機械壓力機。

限能方式:螺旋和帶螺旋機構的摩擦壓力機。

為了獲得高精度，應注意防止下止點過載，控制速度和模具位置。因為這些會影響鍛件的公差、形狀精度和模具壽命。另外，為了保持精度，還要注意調整滑動導軌的間隙，保證剛性，調整下止點，使用輔助傳動裝置。

還有滑塊的垂直和水平移動(用于鍛造細長零件，潤滑冷卻，鍛造高速生產的零件)。補償裝置可用于增加其他方向的運動。以上方法不同，所需的鍛造力、工序、材料利用率、產量、尺寸公差和潤滑冷卻方式也不同。這些因素也是影響自動化水平的因素。

3.鍛造材料

鍛造材料主要是各種成分的碳鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦及其合金。材料的原始狀態(tài)是棒材、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。金屬變形前的橫截面積與變形后的橫截面積之比稱為鍛造比。正確選擇鍛造比，合理的加熱溫度和保溫時間，合理的初鍛溫度和終鍛溫度，合理的變形量和變形速度，對提高產品質量和降低成本有很大的關系。

一般用圓棒或方棒作為中、小型鍛件的坯料。棒材的晶粒組織和力學性能均勻良好，形狀和尺寸準確，表面質量好，便于組織大批量生產。只要合理控制加熱溫度和變形條件，就可以鍛造出性能優(yōu)良的鍛件，而不會產生較大的鍛造變形。

鑄錠只用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織，具有大的柱狀晶體和疏松的中心。因此，必須通過大的塑性變形，將柱狀晶破碎成細小的晶粒，并使其疏松、致密，才能獲得優(yōu)良的金屬組織和力學性能。

粉末冶金預制件經壓制和燒結后，可通過熱態(tài)無飛邊模鍛制成粉末鍛件。鍛造粉末接近普通模鍛件的密度，力學性能好，精度高，可減少后續(xù)切削加工。粉末鍛件內部組織均勻，無偏析，可用于制造小齒輪等工件。但粉劑的價格遠高于普通棒材，因此在生產中的應用受到限制。

通過對澆注在模腔內的液態(tài)金屬施加靜壓力，使其在壓力下凝固、結晶、流動、塑性變形、成形，從而獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛之間的一種成形方法，特別適用于一般模鍛難以成形的復雜薄壁零件。

除了通常用于鍛造的材料，如各種成分的碳鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等合金，高溫合金、鎳基高溫合金、鈷基高溫合金的變形合金也進行鍛造或軋制，但這些合金由于塑性區(qū)相對較窄，鍛造相對困難，對不同材料的加熱溫度、始鍛溫度和終鍛溫度都有嚴格要求。

4.工藝流程

不同的鍛造方式有不同的工藝，其中熱模鍛工藝最長，一般順序是:將鍛造毛坯下料;加熱鍛造毛坯;輥鍛坯制備;模鍛;修剪;打孔;更正;中間檢查，檢查鍛件的尺寸和表面缺陷;消除鍛造應力和改善金屬切削性能的鍛件熱處理:清洗，主要是去除表面的水垢;更正;檢驗:一般鍛件應進行外觀和硬度檢驗，重要鍛件應進行化學成分分析、力學性能、殘余應力和無損檢測。

5.鍛件的特征

與鑄件相比，金屬鍛造后可以改善其顯微組織和力學性能。鑄態(tài)組織經鍛造法熱加工變形后，由于金屬的變形和再結晶，原來粗大的枝晶和柱狀晶變成晶粒細小、大小均勻的等軸再結晶組織，使原來的偏析、疏松、氣孔、夾渣等。鋼錠內部被壓實和焊接，結構變得更加致密，從而提高了金屬的塑性和機械性能。

鑄件的機械性能低于相同材料的鍛件。此外，鍛造工藝可以保證金屬纖維結構的連續(xù)性，使鍛件的纖維結構與鍛件的形狀保持一致，保持金屬流線完整，保證零件具有良好的機械性能和較長的使用壽命。精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產的鍛件是鑄件無法比擬的。

鍛造金屬是通過塑性變形來壓制成形所需形狀或合適壓縮力的物體。該力通常通過使用錘子或壓力來實現(xiàn)。鍛造過程建立了精細的晶粒結構并改善了金屬的物理性能。在零件的實際使用中，一個正確的設計可以使顆粒朝主壓力方向流動。鑄件是通過各種鑄造方法獲得的金屬成型物體，即通過澆鑄、注射、抽吸或其他鑄造方法將熔化的液態(tài)金屬注入預先準備好的模具中，然后經過冷卻、落砂、清理和后處理，獲得具有一定形狀、尺寸和性能的物體。

本文（金屬加工方法，鍛造是一種重要的零件制造工藝）到此講解完畢了，希望對大家有幫助。