锻造复习重点

等引起。此外，原始坯料愈高，愈容易冲偏。 措施：坯料高度 H 一般小于直径 D，个别情况下 H/D≤1.5;采用平冲头，圆角
不取太大。（锥形冲头和椭圆形冲头均有助于减小“走样”，但很容易将 孔冲歪。） ● 裂纹： （1）外表面裂纹：A 区金属外流时 B 区外径被迫增大，受到切向拉应力过大
引起。 措施：D/d 不宜太小。 （2）内孔圆角处裂纹：此处温度低，材料塑性低，且冲子都有锥度，将此处
B．终锻温度：碳钢的终锻温度约在铁-碳 平衡相图 A1 线以上 25~75℃，要保证钢在
终锻前具有足够的塑性，又要使锻件能够获得 良好的组织性能。终锻温度应高于再结晶温度， 以保证锻后再结晶完全，使锻件得到细晶粒组 织。过高的温度也会使锻件在冷却过程中晶粒继续变大，降低了机械性能，尤其是冲 击韧性降低得更多。确定终锻温度时必须综合平衡图和再结晶立体图来考虑。 ①、从碳钢平衡图可知，GSE 线以上是高温单相奥氏体区，塑性较好，变形抗力较低， 其终锻温度不能低于 A1 线。否则，塑性显著降低，变形抗力增大，加工硬化现象严 重，容易产生锻造裂纹。一般高于 A3、Acm 线 15～50℃。②、对于亚共析钢，在 A3 线以上 15 ～50℃。
但必须先锻成六方形再进行拔长，达到一定尺寸时再锻成圆形。 ★C．冲孔：
常用的冲孔方法：开式冲孔、实心冲子冲孔、空心冲子冲孔、在垫环上冲孔和闭 式冲孔 （1）质量问题及措施：
● 走样：“走样”：开式冲孔坯料高度减小，外径上小下大，而且下端面凸出， 上端面凹进。D/d 越小，走样越严重。
措施：一般取 D/d≈3。 ● 孔冲偏：冲子放偏，环形部分金属性质不均，冲头各处圆角、斜度不一致
矩形截面坯料： 当 B / H>1.5 时，A>0.4B 当 B / H<1.5 时，A>0.5B 圆形截面坯料：A>0.3D 7）倒角时对角线裂纹 原因：不均匀变形和附加拉应力引起的 措施：倒角时轻锻，对低塑性材料在圆砧内倒角 圆形截面（略）： （1） 质量问题：用平砧采用小压下量拔长圆截面坯料时，不仅效率低，锻件内部易 产生纵向裂纹： 芯轴拔长 （1）质量问题 1.锻件的壁厚不均匀。 2.内壁容易产生裂纹，尤其是两端孔壁。 （2）原因 ①、内壁容易产生裂纹的原因：经一次压缩后内孔扩大，转一定角度再一次压缩 时，由于孔壁与芯轴间有一定间隙，在孔壁与芯轴上、下端压靠之前，内壁 金属由于弯曲作用受切向拉应力。另外，内孔壁长时间与芯轴接触，温度较 低，塑性较差，当应力值或延伸率超过材料当时允许的指标时便产生裂纹。 金属切向流动的愈多，即内孔增加愈大时，愈易产生孔壁裂纹，因此，在平 砧上拔长时，t/d 愈小（即壁越薄）时愈易产生裂纹。采用 V 型砧，可以减 小孔壁裂纹产生的倾向。 ②、端部孔壁更易产生裂纹的原因： a、由于芯轴对变形区金属摩擦阻力的作用，空心件端部呈图形状，下一次压
胀裂。 措施：冲子锥度不宜过大，对于低塑性材料(Cr12 型钢)可采用多次热冲。 当孔径大于 450mm 时，多采用空心冲头冲孔，一方面防止表面裂纹，并能除掉锭料 中心部分不好的金属。
（2）冲孔时为什么胚料有的变高，有的变矮，有的基本不变？ 1)D/d 较小时，环壁较薄时，︱r︳较小， ︱︳较大，应力顺序， z 和r,且z ≈r，由应力应变顺序对应规律可知εz<0, 冲孔后坯料高度减小。
第十一章
1. 冷锻件图的功能及与零件图的 6 大区别（因素）： 功能：用于锻件的检验。 因素：分模面的位置、加工余量和公差、模锻斜度、圆角半径、冲孔的连皮形式和 技术条件。
2. 为什么设计模锻斜度和圆角，分模面怎样选择？ A．设计模锻斜度的原因：模锻时金属被压入型腔内，模壁受到弹性压缩，外力去除 后，模壁弹性回复而夹紧锻件，另外，由于金属与模壁间有摩擦存在，故锻件不易取 出。为减少材料损耗和机加工余量，在锻件易于取出的前提下，尽量选择小的模锻斜 度。当锻件为钢、钛耐热合金时：外斜度取 5°～7°，内斜度取 7°、10°、12°； 当锻件为铝、镁合金时：外斜度取 3°～5°，内斜度取 5°～7°。 B．为便于金属在型腔内流动，提高模具使用寿命，锻件上所有尖锐棱角都必须做成 圆弧。 C．分模面选择原则： （1）、必须保证锻后锻件能完整地从型腔中方便的取出，锻件的侧表面上不得有内 凹的形状； （2）、保证金属容易充满型腔，最好使金属以镦粗方式充满型腔，避免以压入方式 充满型腔； （3）、应使模锻和切边模制造容易，为此，分模面应尽可能选择平面，如不可能时 选折面，尽量不选曲面； （4）、容易检查上下模间的错移； （5）、有利于平衡错移力； （6）、有利于干静地切除飞边。
5.金属的加热规范： 主要内容有：装炉温度、加热各个阶段炉子的升温速度、各个阶段加热（保温）时间 和总的加热时间、最终加热温度、允许的加热不均匀性和温度头等 原则：保证金属在加热过程中不产生裂纹、过热和过烧，加热均匀、氧化脱碳少，加 热时间短、生产效率高和节省能源等，总之应保证高效、优质、低消耗。 1、 加热温度：包括装炉温度，各个阶段的保温温度及出炉温度，对于尺寸小、塑形 好、导热性高、热膨胀系数小的材料可以哟个高温装炉，否则，为避免加热时产 生较大的温度应力而出现裂纹，一般应低温装炉，加热过程中各阶段的保温时间， 也按钢的性能与毛胚的尺寸确定，出炉温度一般比始锻温度要高一些。 2、 加热速度：单位 t 表面温度上升的度数，也可用单位 t 内金属热透的厚度来表示， 有两种： a． 可能的最大的加热速度（快速加热）：炉子以最大的供热能力加热时所能达到 的加热速度；（与炉子的结构型式、燃料种类及燃烧情况、坯料的形状尺寸及 在炉中的放置方法有关。） b． 金属允许的加热速度：金属在加热时不产生加热裂纹的加热速度。即不破坏 金属完整性的条件下所允许的加热速度。 （取决于加热过程中产生的温度应 力。） 3、 加热时间：坯料在炉中均匀加热到规定温度所用的时间，它是加热各个阶段保温 时间和升温时间的总和，一般按实验数据和图表确定。也有按经验公式确定。
热锻工艺及模具设计
第九章
1、 常用的下料方法：锯切、剪切、折断下料、砂轮切割、火焰切割（气割）、阳极切割。 2、 锻前加热的目的及方法：提高金属塑性、降低变形抗力、使之易于流动成形并获得良好
的锻后组织。 方法：火焰加热、电加热（电阻炉加热，接触电加热，盐浴炉加热和感应电加热）、少 无氧化加热。 3、 热锻温度范围的确定： A. 始锻温度：首先保证钢不出现过热和过烧现象。一般应低于铁—碳平衡图的固相线(或
第十章
1、自由锻工序分类： 基本工序：镦粗、拔长、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、切割、错移、扭转、锻接等。 辅助工序：钢锭倒棱、预压钳把、分段压痕 修整工序：鼓形滚圆、端面平整、弯曲校正
2、从金属流动方面分析自由锻产生的质量问题的原因及其措施。 A．镦粗 （1）、主要质量问题：侧表面易产生纵向或呈 45°方向的裂纹；锭料镦粗后上、下端 常保留铸态组织；高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲等。 （2）、原因： ①、Ⅰ区金属变形程度小、温度低，镦粗锭料时此区铸态组织不易破碎和再 结晶，仍保留粗大的铸态组织。Ⅱ区金属变形程度大、温度高， 铸态组织被破碎和再结晶充分，形成细小晶粒的锻态组织，锭料 中部的原有间隙也被焊合了。（内部组织不均匀） ②、Ⅱ区变形大，Ⅲ区变形小，Ⅱ区金属向外流动时便对Ⅲ区金属作用有径 向压应力，并使其在切向受拉应力。愈靠近坯料表面切向拉应力 愈大。当切向拉应力超过材料的强度极限或切向变形超过材料允 许的变形程度时，便引起纵向裂纹。低塑性材料由于抗剪切的能 力弱，常在侧表面产生 45°方向的裂纹。 ③、不同高径比尺寸的毛坯进行镦粗时，产生的鼓形特征和内部变形分布也 不同。 （3）、保证内部组织均匀，防止侧表面裂纹产生应采取的措施： ①、使用润滑剂和预热工具、②、采用凹形毛坯、③、采用软金属垫、④、采
缩时端部孔壁与芯轴间的间隙比其他部分大。 b、由于端部的外侧没有外端（刚端）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ故此处被压缩时，切向拉应力很大。 c、 端部金属与冷空气长时间接触，降温较大，塑性较低。 （3）措施 ⑴、毛坯加热要均匀，拔长时每次转动角度和压下量也要均匀； ⑵、在高温下先锻毛坯的两端，然后再拔长中间部分： ① 厚壁锻件（t/d＞0.5)，一般采用上平下Ｖ型砧； ② 薄壁空心锻件（t/d＜0.5)，上、下均为Ｖ型砧； ③ 在锤上拔长厚壁锻件时，为了节约Ｖ型砧的制造费用等，上、下都用平砧，
a.A 区（困难变形区）的金属带着其 a 区金属向轴心方向流动，B 区金属则带着 靠近它的 b 区金属向增宽方向流动，a、b 两区的金属朝相反方向流动。DD1 和 EE1 便成为两部分金属最大的相对移动线，该两线附近金属变形最大。剧 烈的变形产生了很大的热量，使得两区急剧温升，发生过热乃至熔化现象， 在切应力的作用下很快沿对角线开裂。
熔点)150～250 ℃。在有些情况下，还应考虑 坯料的原始组织、锻造方式和变形工艺等因素。 ①、当以钢锭为坯料时，由于其液态凝固时所 获得的原始晶粒组织比较稳定，产生过热和过 烧的倾向性小，钢锭的始锻温度比同种钢的钢 坯和钢材要高 20～50℃。 ②、当采用高速锤锻造时，高速变形时热效应 非常显著，始锻温度应比通常的始锻温度低。 ③、对于大型锻件的锻造，在确定其最后一火 (或两火)的始锻温度时，必须考虑最后工序剩 余的锻造比，如果此时的锻比小于 1.5，则应 适当降低始锻温度，以防晶粒长大，这对不能 用热处理方式细化晶粒的某些特殊钢来说尤 其重要。
2)D/d 较大（D/d≈5），环壁较厚，︱r︳ 较大， ︱︳较第一种情况小，应力顺序 ， z 和r,且z ≈ 0.5(r + )，坯料 高度变化不大
3)D/d 很大，环壁很厚，外侧的， z 和r 均较小，内侧应力顺序z ， 和 r，可算得冲孔后坯料内侧高度增加。
(2)措施： 1） 选择合适的送进量，l/h=0.5～0.8 。 2）拔长高速钢时采用“两轻一重”的方法；拔长低塑性钢材和铜合金时，锤砧有
较大的圆角，以促使接触面附近的金属轴向流动，降低不均匀变形程度； 3）生产大型锻件时为了保证中心部分锻透，采用表面降温法（中心压实法）锻造。 4）表面折叠： 原因：送进量很小，压下量很大，上下两端金属局部变形引起的。措施：增大送进量。 5）侧表面折叠 原因：拔长时压得太扁，翻转 90°压缩时坯料弯曲形成。 措施：减小压缩量，an/hn＜2～2.5。 6）端面内凹 原因：送进量太小，表面金属变形大，轴心部分金属未变形或变形较小引起的。 措施：保证有足够的压缩长度和较大的压缩量，端部所留的长度应满足：
③、对于低碳钢(含碳量小于 0.3％)，其终锻温度可以在 A3 线以下的两相
区。
因为这时材料仍具有足够的塑性，变形抗力也不大，并且还扩大了锻造温度范围。 ④、对于过共析钢，当温度低于 Acm 线以下时，还将析出二 次渗碳体，且沿晶界呈 网状分布。这时不能停锻，应继续锻打以破碎网状渗碳体。温度的进一步下降将因塑 性的显著降低而必须终止锻造。所以其终锻温度一般应在Ａ１线以上 50 ～ 100℃。 4.钢在加热中的常见缺陷：氧化、脱碳、过热和过烧、裂纹。
b.当材料塑性差，锻件加热时间短，内部温度低或打击过重时，对角线处金属 流动过于剧烈，产生严重的加工硬化现象，也促使金属沿对角线开裂。
c.若送进量过大，沿长度方向流动的金属减少，沿横截面上的金属变形就更为 剧烈，沿对角线产生纵向裂纹的可能性增大
4）内部横向裂纹 拔长大锭料时，常遇到 l<0.5h 的情况，此时变形主要集中在上、下两部分，中 部变形小，在轴心部分沿轴向受到附加拉应力，在拔长锭料和低塑性材料时， 轴心部分原有的缺陷（缩松等）进一步扩大，易产生横向裂纹。
用铆镦、迭镦和套环内镦粗、⑤、采用反复镦粗拔长的锻造工艺。 B．拔长 矩形截面 ： （1）、主要质量问题
①、坯料外部表面横向裂纹， ②、坯料外部表面角裂 ③、内部组织和性能的不均匀 ④、内部的纵裂纹（对角裂纹） ⑤、内部的横向裂纹 1)侧表面裂纹 当送进量较大（l＞0.5h）时：心部变形较大，表面受拉应力; 当送进量过大（l＞h）和压下量也很大时：展宽过多而产生较大的拉应力引起 侧表面开裂，类似于镦粗裂纹。 2）角裂 拔长时外端的存在加剧了轴向附加拉应力，尤其是边角部分冷却较快，塑性降 低，更易开裂。因此在拔长高合金工具钢和某些耐热合金时，易产生角裂，操 作时需注意倒角。 3）内部纵向裂纹（对角线裂纹） 当送进量较大，并且在坯料同一部位反复重击时产生。