金属锻造成形的基本知识

金属锻造成形的基本知识

锻造的根本目的：获得所需形状和尺寸的锻件，同时要求性能和组织符合一定的技术要求。锻造的特点是利用金属的塑性流动来成形的，（借助于外力的作用产生塑性变形，获得所需形状、尺寸）在成形过程中不仅坯料的重量基本是不变的，而且体积也是基本不变，只有组织和性能发生变化。优点是锻件内部致密且组织比较均匀，性能高于铸件和焊接件，缺点是需要较大的变形力。

锻造的分类：

按工具和模具安置情况分为自由锻和模锻；按温度分为热锻、温锻、冷锻。

钢的加热规范：

指钢料从装炉开始到出炉前（始锻温度）的整个过程，对炉温和料温随时间变化的关系所作的规定。

火焰加热是利用燃料（煤、油、气）燃烧所产生的热能直接加热金属的方法。优点：炉子修造容易，费用低，加热适应性强；缺点：劳动条件差，加热质量难控制。

电加热是利用电能转换为热能来加热金属的方法。优缺点与上相反，但铝合金由于熔点低必须电加热。

锻造温度范围的确定：

是指始锻温度和终锻温度间的一段温度间隔，在锻造温度范围内金属应具有良好的可锻性（足够的塑性，低的变形抗力）和合适的金相组织，为了减少火次，都力求扩大温度范围。

始锻温度：一般低于Fe-C液相图150~250℃，首先保证无过烧现象。

一般低碳1300℃，中碳1230℃,高碳1150℃。

终端温度：在结束锻造之前，金属还应有足够的塑性，以锻后能获得再结晶组织，没有加工硬化现象为原则。过高的终锻温度会使锻件晶粒在冷却过程中继续长大，从而降低机械性能；过低终锻温度，由于塑性极低造成加工硬化现象，甚至产生裂纹。

锻造比：是表示金属变形程度大小的指标，它关系着铸造粗大晶粒的破碎，内部缺陷的锻合，是保证锻件内部质量和满足性能要求的重要依据。

1、镦粗比的计算：镦粗的目的是为了增大横截面积，打碎金属内

部粗大晶粒结构，获得较好的内部质量。Y镦=（S后/S前截面积）（H

）

前/H后高度

2、拔长锻造比的计算：拔长目的在于减小截面尺寸，增大长度尺

寸。Y拔=（S前/S后）（L后/L前长度）

3、有镦粗和拔长，两者叠加。

锻造比的选择：由于标志金属变形程度的大小。

钢锭作为锻造坯料时：碳素钢Y≥3;合金钢Y≈3~4。

轧材或锻坯作坯料时：Y≥1.5。

镦粗前坯料的高度与直径之比，应控制2~2.5，最大不超过3。

工艺：

1、热锻：是目前应用最广的一种锻造工艺。经过热锻，内部组织发

生了巨大的变化：粗大柱状晶粒经塑性变形和再结晶后变成等轴晶粒的锻造组织，疏松，空隙，微裂纹经压紧和焊合后消失或减小。2、温锻（半热锻）

自由锻造的基本工序：

镦粗使毛坯高度减少、横断面积增大的锻造工序，作用：由横断面积较小的坯料得到横断面积较大而高度较小的锻件；冲孔前增大毛坯横断面积和平整毛坯端面；提高下一步拔长是锻造比；提高锻件的力学性能和减少力学性能的异向性。

拔长使横断面积减少而长度增加的工序。

冲孔在坯料中冲出透孔或不透孔的锻造工序。

扩孔减少空心毛坯壁厚而增加其内外径的工序。

弯曲，扭转，错移。

锻件的主要缺陷：

1、裂纹

2、过烧：加热温锻过高或加热时间过长。

3、白点：钢中含氢量过高，锻后未及时去氢。

4、龟裂：钢中Cu、Sn、S含量过多。

5、折叠：砧板形状不适当，圆角过小，送进量小于压下量。

6、化学成分不合格，炼钢控制。