锻造工艺过程及模具设计

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压铸和注塑的发展100多年的历史。
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从工艺的角度谈区别
•1.锻造
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•3.拔长变形过程分析 •①拔长时的锻造比？ •②拔长时的变形特点？ •③拔长缺陷与防止措施？
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•4.拔长操作方法
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③平砧镦粗与镦粗比? ④平砧镦粗的变形分析?
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减小镦粗鼓形的措施
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•垫环镦粗
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•局部镦粗
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•二、拔长 •1.拔长定义与目的？ •2.拔长类型？ •①平砧拔长
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锻造工艺过程及模具设 计
2020/12/17
锻造工艺过程及模具设计
第一章 概述
1.1 锻造生产 ① 锻造的目的或者什么是锻造? ② 锻造与铸造，压铸，注塑发展以及区
别? 从历史的角度谈发展； 从工艺的角度谈区别。
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• 晚商时代的青铜鼎
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•西周青铜鼎
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中华 第一 剑， 刺出 最古 铁器 时代
•西周晚期
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• 兵马佣出土的青铜剑
铜 剑
•
战 国
时
代
青
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• 带铭文出土文物“越王勾践剑”也是青铜 剑。传说中的“干将、莫邪雌雄剑”当然 也该是铸造的。
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• 从比较严格的意义上讲,中国古代的锻造技 术基本是和钢同时出现的,从2000多年前的 汉代开始即被广泛应用于社会生活的各个 领域。钢质锻件的的出现使“铁器时代” 向前跨进了一大步,促进了历史文明的发展, 但受锻造成形原理所限,它没有像古代铸造 技术那样为后人留下无数灿烂辉煌、令人 瞩目的艺术作品,因而也就从未受到过应有 的重视,让人更为遗憾的是,许多传统的锻造 技术现在已经消失或正被遗忘。
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•(三)锻件的冷却和锻后热处理 • 1．锻件的锻后冷却方法 •锻件从终锻温度冷至室温的过程叫锻件的冷却， •常用的锻件冷却方法，按其冷却速度由快到慢的顺序分为空冷、堆冷、坑冷(或 箱冷)、灰冷(或砂冷)、炉冷、等温退火等六种。
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• 等温退火：一般是用于亚共析钢、共析钢和过共析钢。将钢锻件加热到Ac３ (亚共析钢)或Ac１(过共析钢)以上20～30 ℃ ，保温一段时间后，快速冷却到 Ac．以下某一温度作较长时间的等温保温，使奥氏体较好地转变成珠光体，然 后炉冷或空冷。等温逞火可获得比完全退火更为均匀的组织，还可比完全退火缩 短退火时问，提高生产率。 • 预防白点退火：用于防止白点的专用热处理工艺。 •2)正火将钢锻件加热到Ac3(亚共析钢)或Acm。(过共析钢)以上30～50℃，有些 高合金锻件加热到Ac3或Accm以上100～150℃，保温一段时间后空冷。对于亚共 析钢、共析钢和过共析钢，除了细化晶粒、消除内应力外，如还要求增加强度和 韧性，或要消除网状碳化物，便应采用正火。 •(3)调质将钢锻件先淬火，然后进行高温回火的热处理工艺叫调质，常用于中碳 钢和合金结构钢，以获得蘸好的力学性能。
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•③ 锻造的分类? • （自由锻,模锻,开式模锻,闭式模锻）
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•④ 我国锻造的基本情况? •⑤ 模锻的特点? •⑥ 通用的锻造设备有哪些? •（油压机，模锻锤，曲柄压力机，摩 擦压力机等）
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• 2．剪切 •一般在剪床上进行，可以剪切直径为200mm以下的钢材。对于低碳钢、中碳钢 等断面尺寸较小的钢坯可以冷剪。
•
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•3．冷折下料 • 在水压机或曲柄压力机上，通过冲头将压力 •传到材料上，从而使被折材料沿预先加工好 •的切折断， • 切口宽度b=(5～8)mm； • 切口深度h=(a)1/3mm；
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•1.1 锻造用原材料的下料
• 锻造用钢是各种类型的钢锭和钢坯；锻造用有色金属一般是各种类型的坯料。 • 除大、中型自由锻件采用钢锭为坯料外，一般锻件都采用各种金属棒料为坯 料。在锻造前，一般要在专门的下料设备上把金属棒料切成所需长度。当没有专 门的下料设备时，也可以在其他设备上进行切料。常用的下料方法介绍如下： • 1．锯切 • 锯切常在圆盘锯、弓形锯和带锯上进行。圆盘锯是由电动机带动带齿的锯盘 慢速旋转并移动，而将棒料切断。圆盘锯通用性强，锯盘的最大直径可达2m， 能够锯切的棒料直径在750ｍｍ以下。 •
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•2．锻件的锻后热处理 •锻件在机械加工前后，一般都要进行热处理。机械加工前的热处理称为锻件的 锻后热处理．机械加工后的热处理称为最终热处理。通常锻件的锻后热处理是在 锻压车间进行的。 •由于锻造过程中锻件各部分变形程度、终锻温度和冷却速度不一致，锻件内部 存在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了消除上述现象，保证锻件质 量，锻后应进行热处理。 •锻件的锻后热处理的目的是调整锻件硬度， •锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。 •(1)退火退火有完全退火、不完全退火、等温退火、预防白点退火等。 •完全退火：一般用于亚共析钢，如45钢、5crMnM0等。将钢锻件加热到Ac3上 30～50℃，经过一定时间的保温使之完全奥氏体化，然后随炉冷至6００℃，出 炉空冷，以获得平衡状态的组织(一般是铁索体加珠光体)。 • 不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢 锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
2.1 一般加热方法 ①加热方法按照采用的热源不同分:
火焰加热 电加热（电阻加热；感应加热） ②两种加热方法的加热原理和优缺点?
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•电加热（电阻加热；感应加热）
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•③什么是感应加热的趋 肤效应? •④感应加热时候的原则?
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2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
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第二章 锻前加热
3.1 一般加热方法 金属材料锻前加热的目的： 是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于 锻造和获得良好的锻后组织。
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第三章 锻造的加热规范
2.4加热规范
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•(二)锻造温度范围的确定 •锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度间的～段温度间隔。钢料在高温单相区 具有良好的塑性，所以锻造温度范围最好在这个区间，图4－2是在铁碳合金相 图基础上制定的碳钢锻造温度范围。 •开始锻造的温度称为始锻温度。它应低于固相线AE约150～200℃，以防止过热 和过烧。 •结束锻造时的温度称为终锻温度。终锻温度主要应保证在结束锻造之前金属还 具有足够的塑性以及锻件在锻后获得再结晶组织，但过高的终锻温度电会使 •锻件在冷却过程中晶粒继续长大，因而降低了力学性能，尤其是冲击韧度。 •对过共析钢，为避免形成二次网状渗碳体，在Es线下还应继续锻打，它的终锻 温度应高于PsE’线50～１００℃。对亚共析钢，由于在高温单相区内有良好塑 •性，所以终锻造温度应在Gs线上15～20℃。对于低碳钢，在Gs线(A3)以下的两 相区(r+a)也有足够的塑性，因此低碳钢的终锻温度。 对于最后一次锻造的终锻 温度还要根据剩余变形程度查再结晶图，以避免锻件晶粒粗大。对于锻后立即进 行余热热处理的锻件，终锻温度还要考虑余热热处理的要求。精整工序的终锻温 度允许比规定值低50～80℃。 • 由于生产条件的不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。钢料的锻 造温度范围见表4-1；有色金属的锻造温度范同见表4-2。
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第3章 自由锻主要工序分析
3.1 自由锻工艺过程 ①什么是自由锻? ②自由锻分类? ③自由锻主要工序有哪些? ④自由锻工艺过程的特征?
三个方面:通用性;设备功率小;效率低 ⑤自由锻工序分类? （3个工序）见表3-1
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自由锻件分类
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第3章 自由锻主要工序分析
3.2 自由锻基本工序分析 镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
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锻造工艺过程及模具ຫໍສະໝຸດ Baidu计
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第一章 概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?
（生产对象的发展） （生产设备的发展）
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第一章 概述
1.3 锻造技术发展的未来趋势 ① 数字化塑性成形技术;
锻造技术发展的未来是锻造技术数字化。 数字化的体现是什么? （CAD/CAM/CAE） ② 锻造设备和工艺技术发展趋势? 三个方面:设备大型化;自动化、精密化； 绿色化。
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第一章 概述
1.4 学习本课程的任务: ① 设计能力； ② 分析能力； ③ 解决锻件缺陷问题的能力。
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•2.铸造
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3.压铸
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4.注塑
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2.2 钢加热时的缺陷及防止措施? ①氧化、脱碳、增碳 产生的原因及防止措施? ②过热、过烧 产生的原因及防止措施? ③裂纹 产生的原因及防止措施?
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2.3 锻造温度范围的确定?
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第二章 锻造用原材料及坯料准备
2.1 锻造用原材料 ①锻造用的原材料的对象? （棒料、板料、
管料）。 ②锻造用的原材料的材质?
（钢、有色金属） ③钢的分类? 含碳量；化学成分；碳的质量分数；加入合
金元素
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2.1 锻造用原材料 ④锻造用有色金属主要有铜、铝及合金等。
•6．精密剪切下料 •由于无飞边锻模、精密锻造、冷挤压以及精密辗压等新工艺的出现和日益广泛 的应用．对棒料剪切下料工艺的要求也越来越高。要求采用精密下料方法，以提 高断面质量，减少切断变形，严格控制下料公差和提高劳动生产率。
•除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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•4.砂轮切割 •砂轮切割是在砂轮切割机上将钢坯切断。 •砂轮切割机是由电动机带动薄片砂轮 •(厚度一般在3mm以下)高速旋转，并用 •手动或机动使它作上下运动而将钢坯切断。 •砂轮切割机可切割直径在40mm以下的任何硬度的 金属材料。
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•5.气割 •气割是利用氧气和可燃气体的气割器(称割炬)，产生温度很高的火焰，使割缝上 的金属熔化而烧断金属材料。