机械制造基础锻造优秀课件

暗褐色 赤褐色 暗红色
530～580 580～650 650～730
淡红色 橘黄色 深黄色
830～900 900～1050 1050～1150
暗樱红色
730～770
淡黄色
1150～1250
樱红色
770～800
黄白色
1250～1300
亮樱红色
800～830
自由锻造
自由锻造是将加热的金属坯料置于锻锤或压力机 的下砧铁上，对其进行锤击或静压使之产生塑性 变形获得所需锻件的 热变形是再结晶温度以上的变形。
改善金属的组织和性能 使金属性能各向异性
热变形对金属组织和性能的影响
⒈ 改善铸锭中的组织缺陷 ⑴ 气孔、缩孔被压实，增加组织的致密度； ⑵ 粗大的柱状晶变为细小的等轴晶粒； ⑶ 某些合金钢中大块的碳化物被打碎。 ⒉ 形成流线组织
塑性杂质沿变形方向呈带状分布，称为流 线。应沿零件轮廓连续分布。
一般中小 型锻造车 间普遍使 用燃煤反 射炉。其 结构如右 图所示。
三、金属的加热
⒋钢料温度的目测法 钢加热到530℃以上时，会产生不同的颜
色。随温度的升高，钢的颜色由深变浅， 亮度则逐渐增强。钢加热后的火色与温度 的对照见下表。
三、金属的加热
钢加热后的火色与温度对照表
颜色
加热温度/℃
颜色
加热温度/℃
碳素钢的锻造温度范围
三、金属的加热
⒉ 加热用的燃料
锻造加热用的燃料有三种类型，即固体燃 料（烟煤、焦炭）、液体燃料（重油）和 气体燃料（天然气、发生炉煤气）。
⒊ 加热设备
金属的加热都是在加热炉中进行的。目前 最常用的锻造加热炉有手锻炉、反射炉、 重油炉、煤气炉等，此外还可用电加热炉。
三、金属的加热
3）自由锻 用简单的通用性工具，或在锻 造设备的上、下砧间，使坯料受冲击力作 用而变形，获得所需形状的锻件的加工方 法。
4）拉拔 坯料在牵引力作用下通过拉拔模 的模孔拉出，产生塑性变形，得到截面细 小、长度增加的制品的加工方法，拉拔一 般是在冷态下进行。
5) 模锻 利用模具使金属坯料在模膛内受冲击力 或压力作用，产生塑性变形而获得锻件的加工方 法。 6) 板料冲压 用冲模使板料经分离或变形得到制 件的加工方法。
机械制造基础锻造
铸压概述
什么是锻压?
锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变 形，改变形状、尺寸及改善性能，用以制造机 械零件、毛坯或原材料的成型加工方法。
锻压的基本生产方式
1) 轧制 使金属坯料在旋转轧辊的压力作用 下，产生连续塑性变形，改变其性能，获 得所要求的截面形状的加工方法。
2) 挤压 将金属坯料置于挤压筒中加压，使 其从挤压模的模孔中挤出，横截面积减小， 获得所需制品的加工方法。
⒈自由锻特点及应用
自由锻的适应性强，灵活性大，生产周期短， 成本低。缺点是锻件尺寸精度低，加工余量大， 金属材料消耗多，生产率低，劳动强度大、条件 差，要求操作者的技术水平较高。
自由锻适合于单件、小批和大型锻件的生产。
⒉自由锻设备 １）自由锻常用设备
机器自由锻造所用的设备有空气锤、蒸气—空气 锤、水压机等。以空气锤应用最广泛。
(2)节约金属材料
比如在热轧钻头、齿轮、齿圈及冷轧 丝杠时，其形状及尺寸精度和表面粗糙 度已接近或达到成品零件的要求，节省 了切削加工设备和材料的消耗。工时， 能源等。
(3)较高的生产率
比如在生产六角螺钉时采用模锻成形就比切 削加工效率约高50倍。
(4) 锻压主要生产承受重载荷零件的毛坯，如机 器中的主轴、齿轮等，但不能获得形状复杂的毛 坯或零件。
形方向被压扁、伸长甚至变成细条状。后 者形成纤维组织。使材料呈现各向异性。
⑵ 产生加工硬化 也称形变强化或冷作硬化。 是指随着金属的冷变形程度的增加，金属 的强度和硬度不断增加而塑性和韧性不断 下降的现象。
塑性变形对金属组织和性能的影响
➢冷变形产品具有尺寸精度高、表面质量好、 力学性能好的特点。 冷冲压 冷挤压 冷镦 冷挤压 冷拉拔
金属的塑性变形
➢ 外力作用金属产生变形，去除外力，变形 残留。
塑性变形对金属组织和性能的影响
塑性变形对金属组织和性能的影响
金属塑性变形分为冷变形和热变形两种。
一、冷变形对金属组织和性能的影响 冷变形是再结晶温度以下的变形。
组织变化 冷变形强化 产生残留应力
塑性变形对金属组织和性能的影响
⒈冷变形对金属组织和性能的影响 ⑴ 形成纤维组织 晶粒和金属中的夹杂物沿变
塑性变形对金属组织和性能的影响
锻造基本知识
一、锻造概述
⒈什么叫锻造？
锻造是对金属坯料施加外力（冲击力或 静压力）的作用使之产生塑性变形，获得 所需形状、尺寸及性能的毛坯的制造方法。
⒉锻造的类型：自由锻造、胎模锻、模型 锻造等。
锻造生产可优化金属的材质，提高金属 的使用性能。常用于重要零件毛坯的制造。
⒉ 回复与再结晶
对冷变形金属 的加热过程。
塑性变形对金属组织和性能的影响
⑵ 再结晶过程 开始产生再结晶过程的最低温度。 T再≈0.4T熔
再结晶现象 破碎的被压扁、伸长的晶粒 向均匀细小的等轴晶粒转化。（无相变
过程） ⑶ 晶粒长大 过热的粗晶组织
塑性变形对金属组织和性能的影响
金属塑性变形分为冷变形和热变形两种。
二、锻造下料 钢锭和大钢坯的下料由自由锻进行，其
它材料的下料工作一般在下料工段完成。
常用的下料方法有锯切、剪切、冷折、 砂轮切割、火焰切割等方法。
三、金属的加热
⒈ 金属的锻造温度范围
碳素钢的锻造温度范围如图7－2所示。 从图中可看出，其锻造温度范围大部分在 单相奥氏体区，锻造性良好。碳素钢的始 锻温度一般在固相线以下200℃，终锻温度 约为800℃左右。加热温度过高，会使钢件 “过烧”；停锻温度过低，钢的锻造性变 差使锻造困难，且会在锻件中产生较大的 内应力，甚至使锻件出现裂纹。
在上述的六种金属塑性加工方法中，轧制、挤 压和拉拔主要用于生产型材、板材、线材、带材 等；自由锻、模锻和板料冲压总称锻压，主要用 于生产毛坯或零件。
压力加工基本方式示意图
锻压加工的特点
(1)改善金属组织、提高力学性能
锻压的同时可消除铸造缺陷，均匀成分，使 组织致密，并细化晶粒。
可以形成并能控制金属的纤维组织方向，使 其沿零件轮廓连续分布，从而提高零件的力学 性能。