特种锻造技术教材
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《锻造技术培训》课件
锻造现场应保持整洁，避免杂乱无章的工 作环境导致意外事故的发生。
锻造过程中的环境保护措施
控制烟尘排放
采用高效除尘设备，对锻造过程中产生的烟尘进行收集和处理，减少 对环境的污染。
降低噪音污染
合理设计锻造设备，采用消音技术，降低锻造过程中产生的噪音对周 围环境的影响。
节约能源和资源
优化锻造工艺，减少能源消耗和资源浪费，提高锻造生产的环保性。
锻造设备与工具
锻锤
常用的锻造设备，通过锤 击使金属塑性变形。
压力机
可实现静压力或动压力锻 造，适用于大批量生产。
模具
用于成型和制坯的金属模 具，需根据锻件形状设计 制造。
锻造工艺流程
加热
将坯料加热至锻造温度。
冷却与矫直
锻件冷却后进行矫直和清理。
制坯
根据锻件形状和尺寸，制备坯 料。
变形
通过锻锤或压力机对坯料施加 外力，使其发生塑性变形。
冷锻技术
在室温下进行金属塑性加工，具有高效、节 能、环保等优点。
温锻技术
介于热锻和冷锻之间，通过控制温度和压力 ，实现金属的塑性和成型。
精密锻造技术
利用高精度模具和加工设备，实现金属的精 确塑性和成型，提高产品精度和性能。
锻造技术的未来发展方向
智能化
利用信息技术和自动化技术，实现锻造 过程的智能化控制和管理，提高生产效
锻造技术培训
目录
• 锻造技术简介 • 锻造技术基础知识 • 锻造技术实践操作 • 锻造技术安全与环保 • 锻造技术发展趋势与展望
01 锻造技术简介
锻造技术的定义
锻造技术
通过施加外力，使金属坯料在高温或室温下发生塑性变形，从而获得所需形状 和性能的金属制品的一种加工方法。
锻造培训资料PPT教程
2、产品的用途
吊钩主要作为起重作业中的连接工具
3、产品的正确使用
索具端部件安装在吊钩上时，应将索具端部件挂入吊钩 受力中心位置，不能直接挂入吊钩钩尖部位。严禁尖载、背 载。
严禁尖载、背载
4、产品在使用过程中常见的问题及注意事项
4.1 吊钩在与索具配合使用时应注意环境条件，同时索具 不得扭转和打结使用。
锻造索具培训教材PPT 教程
目录
1 锻造产品介绍
2
产品加工工艺
3
产品应用实例
4
一、锻造产品介绍
主要产品
六
卸扣类
大
类 产
石油吊环类
品
， 三
吊钩类
百
多
种
吊环类
规 格
吊环螺钉类
链条卸扣类
扁平卸扣
美 S6级弓型卸扣
（55t-2000t） 式 （0.5t-150t）
卸
大吨位圆截面卸扣 扣
S6D型卸扣
（200y-1250t）
注：其它产品同样适用，相同内容不再赘述。
7、产品的报废标准
产品出现下列情况之一，应更换部件或报废: 7.1 卸扣扣体扭曲超过10°时。 7.2 锈蚀和磨损超过名义尺寸10%时。 7.3 卸扣扣体和销轴经探伤有裂纹时。 7.4 卸扣扣体和销轴发生明显变形时。 7.5 肉眼看出有裂纹和裂痕时。
二、吊环类系列产品
国标链条卸扣 （适用链条φ12-φ34）
（3.5t-29t）
一、卸扣类产品系列
卸扣类产品系列
-美式S6级卸扣 T8级卸扣
额定载荷 S6级0.5t—55t T8级2t—80t
额定载荷 S6级0.5t—150t
T8级2t—175t
额定载荷 S6级0.5t—55t T8级2t—80t
材料锻造冲压及特种成形工艺技术(PPT)
在二十世纪初，冲模结构由单工序模向复合模开展，并 有了少量的具有三～五个工位的级进模，模块由整块向拼 块开展，这个时期的电机硅钢片的生产大多采用复合模工 艺，外圆和多槽结构在一副模具中一次冲压完成(wán 。 chéng)
今天，我们不仅可以利用多工位的精密级进模冲 压出高精度、形状复杂的电机硅钢片，而且可以在级 进模中同时完成硅钢片的铆，这样，我们送进模具的 是硅钢片条料，从模具出来的是电机铁芯。
局部应用 实例 (yìngyòng)
材料(cáiliào)锻造、冲压和特种成形工艺技术
第一页，共四十五页。
概念
锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头 或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状 和尺寸的制件的成形加工方法。
在锻造加工中，坯料整体(zhěngtǐ)发生明显的塑性变形，有较 大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积 的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主 要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、 橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。
冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是 冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广，冷镦、冷 挤压、径向锻造、摆动辗压等相继开展，逐渐形成能生产不需切 削(qiēxiāo)加工的精密制件的高效锻造工艺。
第四页，共四十五页。
早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工 具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(主要是铜 或铜合金板等)成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。 随着中、厚板材产量的增长和冲压液压机和机械压力机的开 展，冲压加工也在19世纪中期开始(kāishǐ)机械化。
第三页，共四十五页。
今天，我们不仅可以利用多工位的精密级进模冲 压出高精度、形状复杂的电机硅钢片，而且可以在级 进模中同时完成硅钢片的铆，这样，我们送进模具的 是硅钢片条料，从模具出来的是电机铁芯。
局部应用 实例 (yìngyòng)
材料(cáiliào)锻造、冲压和特种成形工艺技术
第一页，共四十五页。
概念
锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头 或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状 和尺寸的制件的成形加工方法。
在锻造加工中，坯料整体(zhěngtǐ)发生明显的塑性变形，有较 大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积 的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主 要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、 橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。
冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是 冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广，冷镦、冷 挤压、径向锻造、摆动辗压等相继开展，逐渐形成能生产不需切 削(qiēxiāo)加工的精密制件的高效锻造工艺。
第四页，共四十五页。
早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工 具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(主要是铜 或铜合金板等)成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。 随着中、厚板材产量的增长和冲压液压机和机械压力机的开 展，冲压加工也在19世纪中期开始(kāishǐ)机械化。
第三页，共四十五页。
3.5 特种锻造技术PPT课件
金属爆炸加工的应用
爆炸胀形
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
3.5.3复合塑性成形新技术及其应用
复合塑性成形技术指将不同种类的塑性加工方法组合 起来,或将其它金属成形方法(如铸造、粉末冶金等)和塑 性加工方法结合起来使用,使变形金属在外力作用下产生 流动和变形,从而得到所需形状、 尺寸和性能的制品的加 工方法。
（5）楔横轧技术的展望
2.轧锻结合生产某些零件 楔横轧的缺点是只能成形圆形截面的零件，即轴类件。因此 对某些大批量的零件，可以走一火轧锻结合的工艺。
例如用楔横轧制坯，模锻成形连杆毛坯，已在我国几个工 厂取得成功。它与自由锻、模锻、包括辊锻制坯比较，不仅 效率高，温降小，而且制坯尺寸精确，模锻后的飞边平均减 少40%，效果良好。
缺点：
通用性差，需要专门的设备和模具，而且多数模具的设计、制造及生产 工艺调整比较复杂。所以，零件轧制工艺多用于种类少批量大零件的生产。
零件轧制的分类—辊锻
零件轧制的分类—齿轮横轧
零件轧制的分类—螺纹横轧
零件轧制的分类—楔横轧
零件轧制的分类—螺旋孔型斜轧
零件轧制的分类—仿形斜轧
零件轧制的分类—麻花钻头斜轧
无模爆炸成形
不使用模具对金属板进行爆炸成形加工、是金属 爆炸成形加工领域里的一个质的飞跃。把金属 板预先焊制成一定的几何结构形状，再经过爆 炸加工碍到所需工件形状的方法，克服了有模 成形的缺点。大大降低了成本，扩大了加工范 围的向度，且前途十分广阔。
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
爆炸校形
3.5.2金属爆炸加工
锻造培训教程课件
★工艺培训教程 ★
方式
表1-3 锻件常用的冷却方式
特
点
适用场合
空冷
锻后置空气中散放，冷速快， 低碳、低合金中小件或锻后不直接
晶粒细化
切削加工件
坑冷（堆冷）
锻后置干沙坑内或箱内堆在 一起，冷速稍慢
一般锻件，锻后可直接切削
炉冷
锻后置原加热炉中，随炉冷 含碳或含合金成分较高的中、大件，
却，冷速极慢
锻后可切削
1-2 锻造温度范围 坯料开始锻造的温度（始锻温度）和终止锻造的温度（终锻温度）之间的温 度间隔，称为锻造温度范围（见表2-1）。在保证不出现加热缺陷的前提下， 始锻温度应取得高一些，以便有较充裕的时间锻造成形，减少加热次数。在 保证坯料还有足够塑性的前提下，终锻温度应定得低一些，以便获得内部组 织细密、力学性能较好的锻件，同时也可延长锻造时间，减少加热火次。但 终锻温度过低会使金属难以继续变形，易出现锻裂现象和损伤锻造设备。
电加热又分为电阻加热和感应加热。电阻加热有电阻炉加热、接触电加热、 盐浴炉加热等。
感应加热是在感应器通入交变电流产生的交变磁场作用下，坯料内部产生 交变电势并形成交变涡流，由于毛坯电阻引起的涡流发热和磁滞损失发热，使坯 料得到加热。
★工艺培训教程 ★
根据电流频率不同，感应加热通常分为：工频加热（f=50Hz）， 中频加热（f=50-1000Hz），高频加热（f＞1000Hz）， 锻造加热多采用中频加热。
表1-2碳钢温度与火色的关系
火色 黄白 淡黄 黄 淡红 樱红 暗红 赤褐
温度 1300 1200 1100 900 800 700 600 /℃
★工艺培训教程 ★
1-4 碳钢常见的加热缺陷 由于加热不当，碳钢在加热时可出现多种缺陷，碳钢常见的加热缺陷见表1-3。
方式
表1-3 锻件常用的冷却方式
特
点
适用场合
空冷
锻后置空气中散放，冷速快， 低碳、低合金中小件或锻后不直接
晶粒细化
切削加工件
坑冷（堆冷）
锻后置干沙坑内或箱内堆在 一起，冷速稍慢
一般锻件，锻后可直接切削
炉冷
锻后置原加热炉中，随炉冷 含碳或含合金成分较高的中、大件，
却，冷速极慢
锻后可切削
1-2 锻造温度范围 坯料开始锻造的温度（始锻温度）和终止锻造的温度（终锻温度）之间的温 度间隔，称为锻造温度范围（见表2-1）。在保证不出现加热缺陷的前提下， 始锻温度应取得高一些，以便有较充裕的时间锻造成形，减少加热次数。在 保证坯料还有足够塑性的前提下，终锻温度应定得低一些，以便获得内部组 织细密、力学性能较好的锻件，同时也可延长锻造时间，减少加热火次。但 终锻温度过低会使金属难以继续变形，易出现锻裂现象和损伤锻造设备。
电加热又分为电阻加热和感应加热。电阻加热有电阻炉加热、接触电加热、 盐浴炉加热等。
感应加热是在感应器通入交变电流产生的交变磁场作用下，坯料内部产生 交变电势并形成交变涡流，由于毛坯电阻引起的涡流发热和磁滞损失发热，使坯 料得到加热。
★工艺培训教程 ★
根据电流频率不同，感应加热通常分为：工频加热（f=50Hz）， 中频加热（f=50-1000Hz），高频加热（f＞1000Hz）， 锻造加热多采用中频加热。
表1-2碳钢温度与火色的关系
火色 黄白 淡黄 黄 淡红 樱红 暗红 赤褐
温度 1300 1200 1100 900 800 700 600 /℃
★工艺培训教程 ★
1-4 碳钢常见的加热缺陷 由于加热不当，碳钢在加热时可出现多种缺陷，碳钢常见的加热缺陷见表1-3。
特种锻造技术
例如用楔横轧制坯，模锻成形连杆毛坯，已在我国几个工 厂取得成功。它与自由锻、模锻、包括辊锻制坯比较，不仅 效率高，温降小，而且制坯尺寸精确，模锻后的飞边平均减 少40%，效果良好。
又如用楔横轧制坯，再用摆辗成形盘部的工艺，己在我国 某工厂一取得成功，由于其楔横轧杆部不需要再加工，所以 无论产品质量与效益都很好。采用楔横轧制坯、再在专用平 锻机锻盘的工艺，这样不仅质量更好，而且可以实现每分钟4 一6件的高效生产。
3.5 特种锻造技术
3.5.1楔横轧技术 3.5.2金属爆炸加工 3.5.（1）零件轧制的特点与分类 （2）三种类型的楔横轧机 （3）楔横轧技术的特点 （4）楔横轧的主要研究内容、关键技术 （5）楔横轧技术的应用 （6）楔横轧技术的展望
零件轧制的特点
即2000年我国年需轴类件毛坯约150万吨，按楔横轧轴类 件当年的复盖率为40%计，将达年60万吨。这说明楔横轧在 我国将有一个较大的市场，给楔横轧的发展创造一个良好 机遇。
（5）楔横轧技术的展望
2.轧锻结合生产某些零件 楔横轧的缺点是只能成形圆形截面的零件，即轴类件。因此 对某些大批量的零件，可以走一火轧锻结合的工艺。
3.5.2金属爆炸加工
金属爆炸加工是以炸药作为能源的一种 高速高压的加工方法，它是利用炸药的爆炸 能量对金属进行成形、校形、翻边、雕刻、 压纹、焊接、表面硬化和切割等加工。
虽然1克炸药爆炸时尽释放的能量约 1200X4.1868J，但这整个释放过程却是在几 个微秒内完成的。所以我们注重的不只是炸 药释放的总能量，更重要的是它的功率。
细小。由于楔横轧是连续局部成形，所以作用在模具上的力比较小， 同时热应力也比较低，保证了毛坯的金属纤维呈流线型。 3)、优化了轴类毛坯的加工工艺性。由于楔横扎工艺的变形过程是连 续不断前进的过程，坯料从楔横轧机的一端送进，另一端自动被轧 出，实行流水作业，为实现自动化创造了有利条件。
又如用楔横轧制坯，再用摆辗成形盘部的工艺，己在我国 某工厂一取得成功，由于其楔横轧杆部不需要再加工，所以 无论产品质量与效益都很好。采用楔横轧制坯、再在专用平 锻机锻盘的工艺，这样不仅质量更好，而且可以实现每分钟4 一6件的高效生产。
3.5 特种锻造技术
3.5.1楔横轧技术 3.5.2金属爆炸加工 3.5.（1）零件轧制的特点与分类 （2）三种类型的楔横轧机 （3）楔横轧技术的特点 （4）楔横轧的主要研究内容、关键技术 （5）楔横轧技术的应用 （6）楔横轧技术的展望
零件轧制的特点
即2000年我国年需轴类件毛坯约150万吨，按楔横轧轴类 件当年的复盖率为40%计，将达年60万吨。这说明楔横轧在 我国将有一个较大的市场，给楔横轧的发展创造一个良好 机遇。
（5）楔横轧技术的展望
2.轧锻结合生产某些零件 楔横轧的缺点是只能成形圆形截面的零件，即轴类件。因此 对某些大批量的零件，可以走一火轧锻结合的工艺。
3.5.2金属爆炸加工
金属爆炸加工是以炸药作为能源的一种 高速高压的加工方法，它是利用炸药的爆炸 能量对金属进行成形、校形、翻边、雕刻、 压纹、焊接、表面硬化和切割等加工。
虽然1克炸药爆炸时尽释放的能量约 1200X4.1868J，但这整个释放过程却是在几 个微秒内完成的。所以我们注重的不只是炸 药释放的总能量，更重要的是它的功率。
细小。由于楔横轧是连续局部成形，所以作用在模具上的力比较小， 同时热应力也比较低，保证了毛坯的金属纤维呈流线型。 3)、优化了轴类毛坯的加工工艺性。由于楔横扎工艺的变形过程是连 续不断前进的过程，坯料从楔横轧机的一端送进，另一端自动被轧 出，实行流水作业，为实现自动化创造了有利条件。
锻造技术培训PPT资料(正式版)
于实现自动化操作等优点。
压缩程度 （3）由于变形金属发生弯曲、回流而形成折叠。
提高金属的塑性，降低金属的变形抗力，既增加金属的可锻性，使金属易于流动成形，并使锻件获得良好锻后组织和力学性能。
▲ 锻件中（的折3叠）（扭夹层转、重试叠验等） 扭转角或扭转圈数 折叠是在金属变形流动过程中已氧化过的表面金属汇合在一起而形成的。
二,锻件成形的基本原理
第一节 金属塑性和变形抗力
▲锻造成形是金属在锻锤的冲击力或压力机的压力作用下，在破坏 自身完整性的条件下，稳定地改变其内部组织和几何形状与尺寸， 获得所需要的组织结构和几何形状与尺寸的加工方法。 塑性愈高，变形抗力愈低，则可锻性愈好；反之则差。
一，金属塑性的基本概念及塑性指标 1，金属塑性的基本概念 塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其 完整性的能力，它是金属的一种重要的加工性能。 金属塑性不是固定不变的，它受到两大方面的影响： 一个是金属的内在因素，如晶体结构、化学成分、组织状态等； 一个是受变形的外部条件，即工艺过程，如变形温度、变形速率、 变形的力学状态等。
第一章 材料性能与锻造成形基本原理
一，有色金属牌号的表示方法及相关机械性能
根据国家标准（GB340-76）有色金属牌号的表示方法见下表：
表1-1 常用有色金属和合金的名称及代号
代号
代号
名称
冶炼产品 加工产品
名称
冶炼产品 加工产品
铜
Cu
T
镁
Mg
M
黄铜
H
镁合金
MB
白铜
B
镍
Ni
N
青铜
Q
锌
Zn
无氧铜
Tu
铅
Pb
凹坑,用凹坑的表面积来除负荷,即为硬度值. (2)洛氏硬度(HR):
压缩程度 （3）由于变形金属发生弯曲、回流而形成折叠。
提高金属的塑性，降低金属的变形抗力，既增加金属的可锻性，使金属易于流动成形，并使锻件获得良好锻后组织和力学性能。
▲ 锻件中（的折3叠）（扭夹层转、重试叠验等） 扭转角或扭转圈数 折叠是在金属变形流动过程中已氧化过的表面金属汇合在一起而形成的。
二,锻件成形的基本原理
第一节 金属塑性和变形抗力
▲锻造成形是金属在锻锤的冲击力或压力机的压力作用下，在破坏 自身完整性的条件下，稳定地改变其内部组织和几何形状与尺寸， 获得所需要的组织结构和几何形状与尺寸的加工方法。 塑性愈高，变形抗力愈低，则可锻性愈好；反之则差。
一，金属塑性的基本概念及塑性指标 1，金属塑性的基本概念 塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其 完整性的能力，它是金属的一种重要的加工性能。 金属塑性不是固定不变的，它受到两大方面的影响： 一个是金属的内在因素，如晶体结构、化学成分、组织状态等； 一个是受变形的外部条件，即工艺过程，如变形温度、变形速率、 变形的力学状态等。
第一章 材料性能与锻造成形基本原理
一，有色金属牌号的表示方法及相关机械性能
根据国家标准（GB340-76）有色金属牌号的表示方法见下表：
表1-1 常用有色金属和合金的名称及代号
代号
代号
名称
冶炼产品 加工产品
名称
冶炼产品 加工产品
铜
Cu
T
镁
Mg
M
黄铜
H
镁合金
MB
白铜
B
镍
Ni
N
青铜
Q
锌
Zn
无氧铜
Tu
铅
Pb
凹坑,用凹坑的表面积来除负荷,即为硬度值. (2)洛氏硬度(HR):
第12章 特 种 锻 造
• 摆动辗压是利用一个带圆锥形的摆头对毛坯局部 加压，并绕中心连续滚动的加工方法，如图12-1 所示。带圆锥形的摆头，其中心线OZ与机器主轴 中心线OM相交成α角(1°～3°)，给液压缸称为 摆角。当主轴旋转时，OZ轴绕OM轴旋转，当坯料 沿轴向进给时，摆头就对坯料进行连续局部加载， 摆头每旋转一周，坯料将产生一个压下量，最后 达到整体成形的目的。摆动辗压属于连续的局部 加载、局部变形、整体受力的成形方法。采用摆 动辗压，用较小的力就可逐步成形较大的工件。
到等温锻造成形所需的温度。
5)除特殊锻件需专用模具外，模具应设计为通用型。 6)应合理选用模具各部分所用的材料，以保证模具零件在不同
温度下有可靠的使用性能。
7)等温锻造模具温度高，为防止热量散失和过多地传导给设备，
应在模座和底板之间设置绝热层，上下底板还应开水槽通水冷 却；同时还应注意电绝缘，以保证设备正常工作和生产人员安 全。 8)应考虑导向和定位问题。
4)劳动环境好，劳动强度低。 5)设备投资少，制造周期短，见效快，占地面积小，易于实现机 械化、自动化。
摆动辗压的缺点主要有：
1)摆动辗压设备比一般压力机多一套摆头传动系统，结构较复杂， 而且机器受周期性偏心载荷，对设备的刚度要求高。
2)摆动辗压对制坯要求严格。
3)模具寿命较低。
12.1.3 摆动辗压的分类与应用
12.3.4 液态模锻对设备的要求
在通用液压机上进行液态模锻时，液压机应满足如下要求：
1)有足够大的压力，并能在一定的时间内保持稳定的锻造力，以 保证锻造过程顺利进行。
2)有较快的空程速度，以提高液态模锻的生产率。
3)有足够大的工作台面积和足够高的最大封闭高度，以便于液态 模锻模具的安装和调整。 4)刚性足够。
第10章(2)特种锻造
六、液态模锻
液态模锻
七、冲锻成形
用板料毛坯代替体积毛坯，加工高精度，高品质，断 面形复杂，板厚有变异的金属制品。
汽车发电机罩体
超塑性模锻工艺过程：
1.将合金在接近正常再结晶温度下进行热变形(挤压、轧制或锻 造等)以获得超细的晶粒组织；
2.在超塑温度下，在预热的模具中模锻成所需的形状
3.对锻件进行热处理，以恢复合金的高强度状态。 根据超塑性存在条件，超塑性模锻要求坯料在成形过程中保持 恒温，即将模具和变形合金加热到同样温度的一种锻造工艺。
应用
美国国家宇航局用超塑性模锻TAZ-8A高温合金的涡轮叶片。
TAZ-8A是美国近年来发展的一种新型铸造合金，无可锻性， 轻微锻造就要破裂；
采用超塑性却模锻出涡轮叶片。模锻工艺参数如下：把直径 Φ25.4mm的细晶粒圆坯料加热到1093℃，在加热的模具中 进行等温模锻，一次变形量就可达75%。
四、复合成形
复合成形技术突破了传统锻造加工方法的局限性， •将不同种类的锻造加工方法组合
•将其它金属成形方法(如铸造、粉末冶金等)和锻造 加工方法结合
使变形金属在外力作用下产生塑性流动，得到所需 形状、尺寸和性能的制品。
温锻较热锻可获得较高精度的锻件，如上海纳铁福传 动轴有限公司开发了利用温锻-冷精整成形技术的外 星轮三销套温锻-冷精整成形自动化生产线。
等温锻造成形的航空、兵器用高强度锻件
Y10系列等温锻造液压机
三、超塑性锻造
金属材料的超塑性:
金属在特定条件(晶粒细化，极低的变形速度及等温变形)下， 能够具有比一般条件下更大的塑性。
如:一般塑性较好的低碳钢拉伸时延伸率只有30%～40%；
塑性好的有色金属也只有60%～70%； 超塑性状态，一般认为塑性差的金属延伸率在100%～ 200%范围内，塑性好的金属延伸率在500%～2000%范围内。
《特种铸造》第2章-金属型铸造(3-5学时)-谭建波
（a）金属型合模状态
（b）倾转浇注
2-3
“十三五”规划教材
特种铸造
第2章 金属型铸造
二、金属型铸造特点
（1）金属型的热导率和热容量大，金属液的冷却速度较快，铸 件对热节的敏感性相应降低，金属液中过饱和气体不易析出，使
铸件组织致密度提高，同时晶粒也比较细小，故铸件的力学性能 比砂型铸造高。
（2）铸件的尺寸精度较高。 （3）铸件的工艺收得率高，一般可节约15-30%液态金属的消耗。 （4）不用砂或用少量的芯砂，可节省造型材料80-100%，相应 减少了砂处理和型砂运输设备，生产环境大大改善。
（2）浇注工艺
由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢、后快、
再慢。先慢利于型腔中气体的排出，减小内浇道的喷射现象，预
防二次夹杂物的形成。后快可使金属液尽快充满型腔，避免形成
冷隔。再慢是防止浇注末期金属液溢出型外。浇注过程中一定要
平稳，液流要连续、不可中断。
2-17
“十三五”规划教材
特种铸造
第2章 金属型铸造
四、铸件的出型时间
铸件在金属型内停留的时间越长，温度越低，其收缩量 就越大，由收缩引起的铸件包紧力就越大，取出铸件就越困 难，同时铸件产生裂纹及变形的可能性也增大。因此，一般 希望尽早抽芯出型。对于有色合金铸件，当浇冒口基本凝固 完毕，即可抽芯开型。对铸铁件则掌握在900℃左右时可抽芯 开型；对薄壁件为防止白口，时间还可更早些，可控制在 900～950℃开型。
(教材图2-6)
(a) K1 1 ，K2 1 时的情况 (bK)1 1 ，K2 1 时的情况
2-12
“十三五”规划教材
特种铸造
第2章 金属型铸造
三、金属型阻碍收缩对铸件质量的影响
第12章 特 种 锻 造
１.冷锻、温锻和热锻
２.无芯轴空心轴锻造和有芯轴空心轴锻造 ３.逐段锻造和连续锻造
图12-6
汽车底盘吸振器管状活塞杆
12.3 液态模锻
12.3.1 液态模锻的原理
12.3.2 液态模锻的分类 12.3.3 液态模锻的特点 12.3.4 液态模锻对设备的要求 12.3.5 液态模锻对模具的要求
12.3.1 液态模锻的原理
图12-7 液态模锻工艺流程 a)浇注 b)加压 c)顶出
图12-8 平冲头直接加压法 a)加压前 b)加压时
12.3.2 液态模锻的分类
(1)平冲头上加压法 将熔化金属液浇入凹模，平冲头下行与凹
模形成封闭模膛，使液态金属在平冲头的直接压力下凝固成形， 如图12-8所示。 (2)平冲头下加压法 将液态金属浇入下平冲头与下模形成的储 料室内，在上模与下模闭合后，下平冲头将储料室中的金属液 挤入封闭的模膛中，并使液态金属在压力的作用下凝固成形， 如图12-9所示。
图12-3 离合器盘毂摆动辗压工艺过程 a)温锻预制坯 b)摆动辗压终成形
12.2 旋转锻造
12.2.1 旋转锻造的原理及工艺特点
12.2.2 旋转锻造件的缺陷及预防 12.2.3 旋转锻造的分类与应用
12.2.1 旋转锻造的原理及工艺特点
旋转锻造工艺具有如下主要优点：
1)锻件力学性能好，锻件流线可沿零件外形分布。 2)锻件的精度高，表面粗糙度值小。
加工时间稍有延长。
3)由于与模具的接触时间延长、旋转方向的接触摩擦等原因，在 热、温加工时，会使模具温度上升，缩短模具寿命，有时需要对 模具进行冷却。
图12-4转锻造时金属的流动
12.2.2 旋转锻造件的缺陷及预防
(1)尾部凹坑 多数旋转锻造件的尾端心部会产生向里凹陷，称
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金属爆炸加工的应用
爆炸胀形
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
3.5.3复合塑性成形新技术及其应用
复合塑性成形技术指将不同种类的塑性加工方法组合 起来,或将其它金属成形方法(如铸造、粉末冶金等)和塑 性加工方法结合起来使用,使变形金属在外力作用下产生 流动和变形,从而得到所需形状、 尺寸和性能的制品的加 工方法。 在塑性成形技术的发展过程中,复合化一直是一种技 术创新的重要途径,其特点是在成形过程中将原来分属不 同范畴的加工方法组合起来使用,其目的是节约材料和能 源,减少加工难度和加工工序,提高零件的加工精度,尽可 能做到无切削(即净形Net Shape)或少切削(即近净形 NearNetShape)加工, 提高劳动生产率和降低成本,以 满足日益发展的工业和社会需求。
热锻冷锻技术
热锻冷锻是将热锻和冷锻结合起来的一 种新型成形技术,它充分利用了热锻和冷锻 各自的优点:热态下金属塑性好,流动应力低, 因此主要变形过程用热锻完成;冷锻件的精 度高,因此重要尺寸用冷锻最终成形,这样可 以得到高精度的零件。 其一般工艺流程为:下料→加热→热锻 →切飞边、冲连皮→退火→清理→磷化皂 化处理→冷锻→热锻冷锻件。
不同的成形工艺工件应力
板料冲压冷锻技术的应用
板料冲压冷锻技术的应用
铸造锻造技术
铸造锻造技术也可以称为铸件锻造,它是 将铸件作为锻造工步的坯料使用,对其进行 塑性加工的方法。铸造锻造技术可以改善 制品的组织和性能,并有以下因素可以使成 本降低: (1)铸造材料比锻造用材 料价格低; (2)对形状复杂的制品,铸件可以近净形成形, 材料利用率高; (3)锻造工步减少,加工费降低。
复合塑性成形技术的实质是将塑性体积成形技术 加工对象的扩展而成。原有的塑性体积成形一般由 金属材料下料开始,单纯在热态或冷态下进行至变形 完工结束。复合塑性成形技术则将加工对象由棒料 扩展到了热锻件、冲压件、铸件、半固态金属、液 态金属或粉末冶金材料,并将不同成形工艺的特点加 以有效利用,从而获得良好的经济和技术效果。以上 介绍的几种复合塑性成形技术及其应用就很好的说 明了这一点。复合塑性成形技术突破了旧有塑性成 形技术的局限性,开辟了塑性加工领域研究与开发的 新天地,必将得到越来越广泛的应用。
无模爆炸成形
不使用模具对金属板进行爆炸成形加工、是金属 爆炸成形加工领域里的一个质的飞跃。把金属 板预先焊制成一定的几何结构形状，再经过爆 炸加工碍到所需工件形状的方法，克服了有模 成形的缺点。大大降低了成本，扩大了加工范 围的向度，且前途十分广阔。
金属爆炸加工的应用
金属爆炸加工的应用
爆炸校形
缺点：
通用性差，需要专门的设备和模具，而且多数模具的设计、制造及生产 工艺调整比较复杂。所以，零件轧制工艺多用于种类少批量大零件的生产。
零件轧制的分类—辊锻
零件轧制的分类—齿轮横轧
零件轧制的分类—螺纹横轧
零件轧制的分类—楔横轧
零件轧制的分类—螺旋孔型斜轧
零件轧制的分类—仿形斜轧
零件轧制的分类—麻花钻头斜轧
一般的铸造锻造工艺流程
合金熔化→铸造→清理铸 件→加热→锻造→热处理 机械加工。
铸造锻造小汽车铝合金车轮
半固态成形技术
在一般的金属凝固过程中,生成的固相呈 树枝状,当固相比率达到20%时,枝状结构 就开始硬化, 难以进行成形加工。若在金属 凝固的同时加以搅动, 金属的凝固组织就由 枝状结晶变成球状的等轴晶,当固相含量为 60%以下时的流动特性好,变形抗力小, 可 以用锻造、挤压、轧制、压铸等方法成形。 这种在对半固态金属进行加工的工艺称为 半固态成形技 术。
我国楔横轧发动机凸轮轴
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧摩托车与自行车轴类零件
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧五金工具毛坯
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧泵类零件
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧电机轴零件
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧纺织锭杆
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧电磁角铁、截齿刀体
3.5.2金属爆炸加工
金属爆炸加工是以炸药作为能源的一种 高速高压的加工方法，它是利用炸药的爆炸 能量对金属进行成形、校形、翻边、雕刻、 压纹、焊接、表面硬化和切割等加工。 虽然1克炸药爆炸时尽释放的能量约 1200X4.1868J，但这整个释放过程却是 在几个微秒内完成的。所以我们注重的不只 是炸药释放的总能量，更重要的是它的功率。
优点：
1)工作载荷小。由于是连续局部成形，工作载荷很小。工作载荷只有一 般模锻的几分之一到几十分之一； 2)设备重量轻。由于工作载荷小，所以设备重量轻、体积小及投资省； 3)生产率高。一般高几倍到十几倍； 4)产品精度高。产品尺寸精度高、表面粗糙度低，具有显著的节材效果； 5)工作环境好。冲击与噪声都很小，工作环境显著改善； 6)易于实现机械化自动化生产等。
3.5 特种锻造技术
3.5.1楔横轧技术 3.5.2金属爆炸加工 3.5.3复合塑性成形新技术及其应用
3.5.1楔横轧技术
（1）零件轧制的特点与分类 （2）三种类型的楔横轧机 （3）楔横轧技术的特点 （4）楔横轧的主要研究内容、关键技术 （5）楔横轧技术的应用 （6）楔横轧技术的展望
零件轧制的特点
（5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧空心零件
（5）楔横轧技术的展望
1.楔横轧技术在我国将有一个较大的发展 据不完全统计，2000年我国汽车年产量大约250一 300万辆，汽车保有量约2000万辆，以新车及旧车更换 零件计，2000年的年需要轴类件毛坯约50万吨口2000 年其它轴类件毛坯年需要量约100万吨(拖拉机15万吨、 摩托车及自行车10万吨、发动机15万吨、火车轴25万吨， 其它机器40万吨)。 即2000年我国年需轴类件毛坯约150万吨，按楔横轧 轴类件当年的复盖率为40%计，将达年60万吨。这说明 楔横轧在我国将有一个较大的市场，给楔横轧的发展创造 一个良好机遇。
金属爆炸加工的特点
设备简单； 能完成一些常规加工方法很难加工的材料
的加工; 特别适合于形状复杂的具有曲线外形零件 的加工; 产品质量好; 使用炸药做能源成本低。
金属爆炸加工的分类
有模爆炸成形
有模爆炸成形是用 炸药爆炸时产生 的能量把金属板 金属坯驱向模具 而实现紧密接触、 由此完成对金属 成形或校形，最 后再将成形后容 器毛坯组焊成整 个容器。
零件轧制的分类—辗环
零件轧制的分类—摆辗
零件轧制的分类—旋转锻造
（2）三种类型的楔横轧机
a一辊式楔横轧机，b一扳式楔横轧机；c一单辊弧形式楔楔横轧机
（3）楔横轧技术的特点
1)、将显著提高生产效益，比传统生产工艺提高 5～10倍。 2)、可大幅度提高毛坯的内在质量，新毛坯金属纤 维流线性好、晶粒细小。由于楔横轧是连续局部 成形，所以作用在模具上的力比较小，同时热应 力也比较低，保证了毛坯的金属纤维呈流线型。 3)、优化了轴类毛坯的加工工艺性。由于楔横扎工 艺的变形过程是连续不断前进的过程，坯料从楔 横轧机的一端送进，另一端自动被轧出，实行流 水作业，为实现自动化创造了有利条件。
工艺过程
半固态成形技术的应用
采用半固态成形工艺制造的汽车主刹车缸体,坯料 为电磁搅拌制造的Φ76直径棒料。制品重量减轻, 机 加工量减少,生产率大大提高。在性能方面,半固态成 形件气密性和耐磨性优良,氮气渗透经过实测可以达 到9.7MPa,抗疲劳测试结果经 过30～100万次而没 有磨损迹象。
结语
（4）楔横轧的主要研究内容、关键技术
l)主要研究内容: 轴类楔横轧模具的设计 轴类楔横轧模空间复杂曲线成型的研究。 2)关键技术： 模具设计
主要从空间曲面造型入手，完成模具的理论计算及结构设计。
轴类楔横轧模空间复杂曲面的成型技术
首先，利用计算机技术建立模具的空间复杂模型;其次，运用数控 系统进行空间复杂曲面的加工路线优化;最后，利用数控机床进行 空间螺旋线加工。
（5）楔横轧技术的展望
3.关于楔横轧火车轴问题 我国火车货车D轴，年需要量约20多万根。多数靠自由 锻制坯，材料利用率约64%。少数靠引进奥地利的精锻机 生产，材料利用率约70%。若用楔横轧生产，材料利用率 可达80%。与自由锻比较，以年产20万根计，仅节材一 项即达30000吨，此外还具有效率高，产品质量好、生产 环境好等优点。 虽然火车轴长220Omm、最大直径中190mm，国内 外至今尚无楔横轧的先例，但我国已有轧制100多个品种 的实践，其最大长度己达gO0mm，直径达φ122mm， 攻下这个项目已具备基本条件。
（5）楔横轧技术的展望
2.轧锻结合生产某些零件 楔横轧的缺点是只能成形圆形截面的零件，即轴类件。因此 对某些大批量的零件，可以走一火轧锻结合的工艺。 例如用楔横轧制坯，模锻成形连杆毛坯，已在我国几个工 厂取得成功。它与自由锻、模锻、包括辊锻制坯比较，不仅 效率高，温降小，而且制坯尺寸精确，模锻后的飞边平均减 少40%，效果良好。 又如用楔横轧制坯，再用摆辗成形盘部的工艺，己在我国 某工厂一取得成功，由于其楔横轧杆部不需要再加工，所以 无论产品质量与效益都很好。采用楔横轧制坯、再在专用平 锻机锻盘的工艺，这样不仅质量更好，而且可以实现每分钟 4一6件的高效生产。
（5）楔横轧技术的应用
原捷克斯洛伐克的楔横轧产品
（5）楔横轧技术的应用
原苏联的楔横轧产品
（5）楔横轧技术的应用
日本的楔横轧产品
（5）楔横轧技术的应用
北京科技大学开发的楔横轧产品
（5）5）楔横轧技术的应用
我国楔横轧拖拉机轴类零件
（5）楔横轧技术的应用
农机行业用的一种大型直齿圆锥齿轮
工艺过程
下料→加热→压扁→预锻→齿 形成形→切飞边、冲连皮→退火→ 喷丸处理→磷化皂化→冷锻→切削 加工(齿形不加工)→渗碳处理→成 品。 该零件的成形在40000kN压 力机上进行。