鍛造知識

龍迪

鍛造知識

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! z, x" o7 ]2 P# \6 g; Z3 f

一、鍛造基礎(chǔ)知識
# z4 X& O" @9 r* T) ?1.    鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。
2.    當(dāng)溫度超過300-400℃（鋼的藍(lán)脆區(qū)），達(dá)到700-800℃時(shí)，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改善。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個(gè)成型溫度區(qū)域。原本這種溫度區(qū)域的劃分并無嚴(yán)格的界限，一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。
3.    鍛模壽命（熱鍛2-5千個(gè)，溫鍛1-2萬個(gè)，冷鍛2-5萬個(gè)）
/ ^; b6 x  h& J: B/ x) L8 J4.    在低溫鍛造時(shí)，鍛件的尺寸變化很小。在700℃以下鍛造，氧化皮形成少，而且表面無脫碳現(xiàn)象。因此，只要變形能在成形能范圍內(nèi)，冷鍛容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。只要控制好溫度和潤滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時(shí)，由于變形能和變形阻力都很小，可以鍛造形狀復(fù)雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件，可在900-1000℃溫度域內(nèi)用熱鍛加工
5.    坯料在冷鍛時(shí)要產(chǎn)生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載，因此，需要使用高強(qiáng)度的鍛模和采用防止磨損和粘結(jié)的硬質(zhì)潤滑膜處理方法
* y' m& e2 o  `8 d+ n/ V9 T6.    一般說來，鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，
使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長的使用壽命。
7.    計(jì)算鍛造難度系數(shù):K=鍛件體積/最大包容體積(矩形);若K>6,則鍛件屬于易鍛產(chǎn)品,若K<3,則屬于難鍛產(chǎn)品.(當(dāng)然具體情況具體對待).
) C  A3 X2 c4 J; ~. T6 W' B& T8.    根據(jù)坯料的移動(dòng)方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊，材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊，鍛件的受力面積就減少，所需要的荷載也減少。但是，應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴(yán)格控制坯料的體積，控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量，努力減少鍛模的磨損。
9.    根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細(xì)長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。
10.    鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動(dòng)與自由度是不一致的，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：
# [8 [: h. h1 t2 [· 限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī)。
. U9 S8 A; R- l# ~· 準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)。
· 沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)。
% `5 ]0 M# K" k5 S· 能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)。
0 K6 l$ P$ r" i: h0 f* ~11.    鍛壓的生產(chǎn)過程包括成形前的鍛坯下料、鍛坯加熱和預(yù)處理；成形后工件的熱處理、清理、校正和檢驗(yàn)
12.    未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量、發(fā)展精密鍛造和精密沖壓技術(shù)、研制生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度更高的鍛壓設(shè)備和鍛壓生產(chǎn)線、發(fā)展柔性鍛壓成形系統(tǒng)、發(fā)展新型鍛壓材料和鍛壓加工方法等方面發(fā)展。
! E  S/ H& o7 M提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量，主要是提高它們的機(jī)械性能(強(qiáng)度、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度)和可靠度。這需要更好地應(yīng)用金屬塑性變形理論；應(yīng)用內(nèi)在質(zhì)量更好的材料；正確進(jìn)行鍛前加熱和鍛造熱處理；更嚴(yán)格和更廣泛地對鍛壓件進(jìn)行無損探傷。
少、無切削加工是機(jī)械工業(yè)提高材料利用率、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。鍛坯少、無氧化加熱，以及高硬、耐磨、長壽模具材料和表面處理方法的發(fā)展，將有利于精密鍛造、精密沖壓的擴(kuò)大應(yīng)用。

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二、鍛壓設(shè)備知識
! ], F. j  u# A1 C. h1 I/ w鍛壓機(jī)械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機(jī)械設(shè)備。鍛壓機(jī)械包括成形用的鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、螺旋壓力機(jī)和平鍛機(jī)，以及開卷機(jī)、矯正機(jī)、剪切機(jī)、鍛造操作機(jī)等輔助機(jī)械。
鍛壓機(jī)械主要用于金屬成形，所以又稱為金屬成形機(jī)床。鍛壓機(jī)械是通過對金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點(diǎn)，故多為重型設(shè)備，設(shè)備上多設(shè)有安全防護(hù)裝置，以保障設(shè)備和人身安全。
人們?yōu)榱酥圃旃ぞ?，最初是用人力、畜力轉(zhuǎn)動(dòng)輪子來舉起重錘鍛打工件的，這是最古老的鍛壓機(jī)械。14世紀(jì)出現(xiàn)了水力落錘。15～16世紀(jì)航海業(yè)蓬勃發(fā)展，為了鍛造鐵錨等，出現(xiàn)了水力驅(qū)動(dòng)的杠桿錘。18世紀(jì)出現(xiàn)了蒸汽機(jī)和火車，因而需要更大的鍛件。
    1842年，英國工程師內(nèi)史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動(dòng)力鍛壓機(jī)械的時(shí)代。1795年,英國的布拉默發(fā)明水壓機(jī)，但直到19世紀(jì)中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。
隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，十九世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動(dòng)力的機(jī)械壓力機(jī)和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以來，七十五萬千牛的模鍛水壓機(jī)、一千五百千焦的對擊錘、六萬千牛的板料沖壓壓力機(jī)、十六萬千牛的熱模鍛壓力機(jī)等重型鍛壓機(jī)械，和一些自動(dòng)冷鐓機(jī)相繼問世，形成了門類齊全的鍛壓機(jī)械體系。
" J1 l! t0 u2 U4 O4 L0 r: c. a二十世紀(jì)60年代以后，鍛壓機(jī)械改變了從19世紀(jì)開始的，向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動(dòng)、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程2000次的高速壓力機(jī)、六萬千牛的三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機(jī)、能冷鐓直徑為48毫米鋼材的多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)和多種自動(dòng)機(jī)，自動(dòng)生產(chǎn)線等。各種機(jī)械控制的、數(shù)字控制的和計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)鍛壓機(jī)械以及與之配套的操作機(jī)、機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人也相繼研制成功?，F(xiàn)代化的鍛壓機(jī)械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動(dòng)條件，環(huán)境污染很小。
: Q1 T; G; L3 m7 O) V鍛壓機(jī)械主要包括各種鍛錘、各種壓力機(jī)和其他輔助機(jī)械。
" A6 ^+ J" |' E4 ]鍛錘是由重錘落下或強(qiáng)迫高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能，對坯料做功，使之塑性變形的機(jī)械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機(jī)械。它結(jié)構(gòu)簡單、工作靈活、使用面廣、易于維修，適用于自由鍛和模鍛。但震動(dòng)較大，較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
' j0 j* ]6 k/ f9 z. H& g機(jī)械壓力機(jī)是用曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在自動(dòng)線上工作。機(jī)械壓力機(jī)在數(shù)量上居各類鍛壓機(jī)械之首。
: i' w2 R& H  k' w5 W冷鐓機(jī)等各種線材成形自動(dòng)機(jī)、平鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)、徑向鍛造機(jī)、大多數(shù)彎曲機(jī)、矯正機(jī)和剪切機(jī)等，也具有與機(jī)械壓力機(jī)相似的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以說是機(jī)械壓力機(jī)的派生系列。
液壓機(jī)是以高壓液體(油、乳化液等)傳送工作壓力的鍛壓機(jī)械。液壓機(jī)的行程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。液壓機(jī)工作平穩(wěn)，沒有震動(dòng)，容易達(dá)到較大的鍛造深度，最適合于大鍛件的鍛造和大規(guī)格板料的拉深、打包和壓塊等工作。液壓機(jī)主要包括水壓機(jī)和油壓機(jī)。某些彎曲、矯正、剪切機(jī)械也屬于液壓機(jī)一類。
% W, V, p4 e/ P9 x: k8 {旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)是鍛造與軋制相結(jié)合的鍛壓機(jī)械。在旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)上，變形過程是由局部變形逐漸擴(kuò)展而完成的，所以變形抗力小、機(jī)器質(zhì)量小、工作平穩(wěn)、無震動(dòng)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。輥鍛機(jī)、成形軋制機(jī)、卷板機(jī)、多輥矯直機(jī)、輾擴(kuò)機(jī)、旋壓機(jī)等都屬于旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)

2 I/ N$ ^7 n6 p+ h) t1 k三、鍛坯下料
- f& s& G( \6 r在鍛造前把棒料切成所需長度的工序。下料方法主要有切削下料和鍛壓設(shè)備下料兩種。
切削下料
用鋸片﹑鋸條﹑鋸帶﹑薄片砂輪和車刀切斷鍛坯。切削下料端面平整﹐但切口損耗材料﹐生產(chǎn)率低﹐多用於品種多﹑批量較小或?qū)η锌谫|(zhì)量要求高的鍛坯。
鍛壓設(shè)備下料
/ g- n2 @2 u2 j5 ~9 \6 e有剪切﹑摺斷﹑加熱后用剁刀切等方法。剪切下料刀口形狀和棒料截面相似。小尺寸的棒料多用冷剪。對有些合金鋼和尺寸較大的碳鋼棒料﹐為防止斷口產(chǎn)生裂紋﹐還須加熱到350～550℃剪切。如果用多工位熱鍛自動(dòng)機(jī)﹐也可在鍛造溫度下熱切。剪切下料效率高﹐適用於大批生產(chǎn)﹐切口沒有材料損耗﹐但剪切端面質(zhì)量較差。採用精密剪切工藝和設(shè)備﹐可以改善剪切端面的平整度和減小下料的重量誤差。提高剪切精度的辦法因材料而異。主要方法有把棒料置於夾緊狀態(tài)下剪切和高速剪切。剪切后的端面和軸線的不垂直度可小於1°﹐重量誤差在0.5～1％以內(nèi)。
* I. {' N6 p) t; j摺斷下料是在棒料需摺斷處先鋸切或氣割出一小缺口﹐然后將棒料兩端墊起使缺口懸空﹐在缺口背面施加壓力﹐將棒料摺斷。這種方法適用於摺斷塑性較差的鋼材
下料設(shè)備
, ~4 s9 s7 c- s6 r0 q& j/ r用於下料的鍛壓設(shè)備主要是剪斷機(jī)，也可用機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)下料。中國生產(chǎn)的16000千牛棒料剪斷機(jī)﹐可剪直徑230毫米的碳鋼棒料。
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四、坯料加熱
- n: Z1 x, ]" Y9 f) Y3 `& W  u& W( A熱態(tài)鍛造前的重要工序。金屬加熱到一定溫度后塑性提高﹐變性抗力減小，金屬隨著溫度提高而強(qiáng)度降低。
加熱溫度
鍛坯一般加熱到金屬的允許始鍛溫度。為保證裡外溫度均勻﹐鍛坯表面加熱到所需溫度后還應(yīng)保溫一定時(shí)間。保溫時(shí)間與金屬的導(dǎo)熱係數(shù)﹑鍛坯的截面尺寸和在爐內(nèi)的放置狀態(tài)有關(guān)。冷坯料加熱的昇溫速度不宜太高﹐以防止表層與心部之間出現(xiàn)過大的溫差和在心部出現(xiàn)大的熱應(yīng)力。心部熱應(yīng)力容易引起裂紋。常用的測溫儀錶有測爐溫的熱電偶﹐測金屬表面溫度的光學(xué)高溫計(jì)。
9 s3 W& U% [' [+ B1 A6 }: ~加熱方法
5 Z- @& M! i+ g# b古代鍛造是用明火直接加熱鍛坯?，F(xiàn)代鍛坯加熱使用各種燃煤﹑燃油﹑燃?xì)夂碗姛崾降墓I(yè)爐﹐包括間歇式的室式爐﹑臺車式爐﹑電阻爐﹑感應(yīng)爐和連續(xù)式爐。感應(yīng)爐具有加熱速度快﹑溫度均勻﹑佔(zhàn)地小﹑便於自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)﹐已廣泛應(yīng)用於中﹑小模鍛件生產(chǎn)線中。鍛坯加熱消耗大量能源﹐因此必須提高工業(yè)爐的熱效率﹐改進(jìn)加熱的管理和操作。
( u, R% g: ^' X在高溫下﹐鋼中的鐵與爐氣中的氧化合﹐形成 FeO﹑Fe3O4﹑Fe2O3等氧化物﹐稱為氧化皮。氧化皮的產(chǎn)生會增加金屬的耗損。一般間歇式火焰加熱爐的氧化燒損率為2～3％﹐感應(yīng)加熱小於 0.5％。此外﹐氧化皮還會加劇模具的磨損﹐降低鍛件精度和導(dǎo)致表面粗糙﹐從而加大機(jī)械加工的加工餘量﹐增加了材料消耗。氧化皮還阻礙熱的傳導(dǎo)﹐延長加熱時(shí)間﹐影響爐底壽命和工業(yè)爐的機(jī)械化作業(yè)。氧化除產(chǎn)生氧化皮外﹐還會減少鋼的表層碳含量﹐形成脫碳層﹐降低鍛件表層的硬度和強(qiáng)度。氧化皮的產(chǎn)生更不利於精密鍛造。為避免或減少氧化引起的各種問題和損失﹐20世紀(jì)以來人們對鍛坯少無氧化加熱作了許多研究﹐研究成果已用於工業(yè)生產(chǎn)。

qx0413

哪方面的知識啊？

東方潤

很好，謝謝?。。?/td>

dhg-0618

好資料，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)…………

耶穌愛子

學(xué)習(xí)了，多謝。

齒輪之狐

很詳細(xì) 慢慢看

maslxn

謝謝了~學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)呵呵

jiang730411

學(xué)習(xí)了，好冬冬

wangsheng00

學(xué)習(xí)，好東西多謝。

山姆sz

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，增加知識