金属材料及工艺---第12章 锻压工艺基础
2.3 锻造工艺解析
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
• 平锻机的主要结构与曲柄压力机相同。只因 滑块是作水平运动，故称平锻机。
机械制造工艺基础——锻压工艺
5、平锻机上模锻：
•平锻机上模锻的特点： （1）有两个分模面，可以锻出其他模锻方 法无法锻出的锻件。 （2）生产率高，400-900件/小时。 （3）锻件尺寸精确，表面粗糙度低。 （4）材料利用率达85-95%。 （5）非回转体及中心不对称的锻件较难锻 造。平锻机造价高。 （6）适合于带头部的杆类和有孔零件的模 锻成型。
机械制造工艺基础——锻压工艺
补充: 典型零件模锻工艺过程： （1）零件图纸的分析
（2）选择分模面
（3）确定锻孔
（4）确定模锻工序
（5）绘制锻件图
(6) 锻模设计
机械制造工艺基础——锻压工艺
（1）零件图纸的分析
• 汽车后闸传动杆零件，上下端面、四个大孔、 20.3孔的端面和8孔需机械加工，其余均需模 锻锻出。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
4)锻模圆角： •所有两表面交角处都应 有圆角。一般内圆角半 径（R）应大于其外圆半 径（r）。 5)留出冲孔连皮： •锻 件 上 直 径 小 于 25mm 的孔，一般不锻出，或 只压出球形凹穴。
机械制造工艺基础——锻压工艺
1、模锻件图的绘制：
• 大于25mm的通孔，也不能直接模锻出通孔， 而必须在孔内保留一层连皮。 • 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关，当d =30～ 80mm时，s =4～8mm。
机械制造工艺基础——锻压工艺
3.摩擦压力机上模锻
④ 摩擦压力机承受偏心载荷能力差，通 常只适用于单膛锻模进行模锻。对于形 状复杂的锻件，需要在自由锻设备或其 它设备上制坯。 •应用： 适合于中小件的小批生产。如铆钉、 螺钉、螺母、气门、齿轮和三通阀体等。
锻压生产特点及工艺简介
6、几种锻造结构图
第二节 金属的锻造性能
一、金属的塑性变形概述 金属塑性变形的实质，对于单晶体是由于金属原子某晶面两侧受切应力作用
产生相对滑移，或晶体的部分晶格相对于某晶面沿一定方向发生切变，即滑移理 论和孪生理论。
二、热锻、冷锻、温锻、等温锻
从金属学的观点划分锻压加工的界限为再结晶温度。 1．热锻 在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻。在变形过程中冷变形 强化和再结晶同时存在，属于动态再结晶。 2．冷锻 在室温下进行的锻造工艺称为冷锻。冷锻可以避免金属加热出现的缺陷， 获得较高的精度和表面质量，并能提高工件的强度和硬度。但冷锻变形抗力大， 需用较大吨位的设备，多次变形时需增加再结晶退火和其它辅助工序。目前冷锻 主要局限于低碳钢、有色金属及其合金的薄件及小件加工。 3．温锻 在高于室温和低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺称为温锻。与热锻 相比，坯料氧化脱碳少，有利于提高工件的精度和表面质量；与冷锻相比，变形 抗力减小、塑性增加，一般不需要预先退火、表面处理和工序间退火。温锻适用 于变形抗力大、冷变形强化敏感的高碳钢、中高合金钢、轴承钢、不锈钢等。 4．等温锻 在锻造全过程中，温度保持恒定不变的锻造方法称为等温锻。
冲压：有时也称板材成形, 但略有区别。所谓板材成型是指用板材、薄壁管、 薄型材等作为原材料进行 塑性加工的成形方法统称为板材成形，此时，厚板厚 方向的变形一般不着重考虑
4、锻件与铸件相比的特点
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法 热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒 较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等 压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
锻压工艺流程
锻压工艺流程
《锻压工艺流程》
锻压工艺是一种常见的金属加工工艺，通过将金属加热至一定温度后，施加压力使之发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的工件。
锻压工艺流程包括以下几个主要步骤。
首先是材料准备。
选用合适的金属材料，根据工件的形状和尺寸要求，进行预处理和热处理。
预处理包括切割、锯切、倒角和清洗等工序，热处理则是对材料进行加热和保温处理，以提高其塑性和延展性。
接下来是模具设计和制造。
根据工件的形状和尺寸要求，设计制造相应的模具。
模具的设计要考虑到金属材料的流动性和缩孔率等因素，确保能够获得理想的成形效果。
然后是加热和锻压操作。
将经过预处理和热处理的金属材料放入加热炉中加热至一定温度，然后放入锻压机中进行锻压。
锻压机通过施加一定的压力使金属材料发生塑性变形，根据模具的形状和尺寸要求，获得所需的工件。
最后是冷却和后处理。
将锻造好的工件放入冷却槽中进行快速冷却，以消除残余应力和改善材料的机械性能。
之后进行表面处理、精加工和质量检验等工序，最终获得符合要求的成品。
通过以上步骤，就完成了一次完整的锻压工艺流程。
锻压工艺以其高精度、高强度和高效率的特点，被广泛应用于汽车制造、
航空航天、机械制造等领域，为各种工件的生产提供了可靠的加工手段。
锻造基础知识介绍
锻造基础知识介绍锻造是一种通过加热金属至其塑性温度，然后进一步以力量和压力形成所需形状的金属加工工艺。
在工业领域，锻造被广泛应用于制造各种产品，如汽车零部件、航空航天零件、建筑材料等。
了解锻造的基础知识是从事这一行业的关键。
首先，让我们了解一些常用的锻造工艺。
1. 锻造类型锻造可以分为以下几种类型：- 手工锻造：这是最古老的锻造方法之一，通过人工使用锤子、锻挤器等工具对金属进行锤击、压制和拉伸来改变其形状。
- 机械压力锻造：这种锻造方法使用机械力量来施加压力和变形金属，常见的机械压力锻造设备包括液压机、螺旋压力机、冲床等。
- 热锻造：通过加热金属至其塑性温度，然后利用机械力量施加压力和变形金属。
热锻造可以进一步分为自由锻造和闭模锻造。
2. 锻造材料锻造可用于加工的材料包括：- 钢：钢是最常用的锻造材料之一，因其具有良好的塑性和高强度，在锻造过程中容易改变形状。
- 铝：铝具有较低的熔点和良好的导热性，常用于制造航空航天零件和汽车零部件等。
- 铜：铜具有良好的导电性和导热性，在锻造过程中容易改变形状，被广泛应用于电子和电气工业。
3. 锻造工艺在进行锻造操作之前，需要进行以下准备工作：- 选择合适的锻造材料和工艺。
- 准备模具和设备。
锻造工艺的基本步骤包括：- 加热：将金属材料加热至其塑性温度，以使其易于塑性变形。
- 锻打：使用锤子、压力机或锻压机等设备施加压力和力量，使金属材料变形成所需形状。
- 冷却：在锻造完成后，将金属材料冷却以增加其硬度和强度。
4. 锻造的优点和缺点锻造作为一种金属加工工艺，具有以下优点：- 提高材料的力学性能和物理性能。
- 可以生产具有复杂形状的零部件。
- 提高材料的密度和致密性。
然而，锻造也有一些缺点：- 锻造设备和工艺复杂，需要专门的设备和技术。
- 锻造成本较高，特别是对于小批量生产。
- 锻造过程中可能会出现金属材料内部缺陷和变形。
在锻造基础知识介绍中，我们了解了锻造的不同类型、应用材料、基本工艺和优缺点。
锻造工艺概述
锻造工艺概述锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。
通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。
冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。
有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。
不过这种划分在生产中并不完全统一。
钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。
坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造；其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。
成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。
棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。
只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。
铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。
因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。
锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。
锻造的基本知识点
第二篇金属压力加工一.压力加工：利用金属在外力作用下产生的塑性变形来获得具有一定形状和力学性能的原材料，毛坯或零件的生产方法，叫压力加工二.加工途径：扎制、拉拔、挤压、冲压2-1-1金属塑性变形弹性变形的原因：金属所受外力<屈服强度塑性变形的原因：金属所受外力>屈服强度塑性变形的实质：晶体内部间产生了滑移的结果2-1-2金属塑性变形对金属组织性能的影响一.组织：1.晶粒沿最大变形方向伸长2.晶粒与晶格发生扭曲，产生内应力3.晶粒间产生碎晶二.性能：1.强度硬度增高，韧性塑性下降，叫冷变形硬化2.有回复性（回复温度=0.25-0.3熔点）3.强化金属材料的重要途径，利用金属的冷变形实现的三.金属变形中的冷变形与热变形冷变形：T<T(再结晶)热变形：T>T(再结晶)——热变形——细化晶粒，恢复塑性韧性三.纤维组织：铸铁在压力加工中，沿变形方向被拉长成纤维状的组织影响：1.纤维组织越明显，金属在纵向（平行纤维的方向）上，塑性与韧性提高，在横向上塑性下降2.纤维组织的明显程度与金属的变形程度有关，变形程度越大，纤维程度月明显3.金属组织的纤维组织稳定性好，不可用热处理方法加以消除，但可用锻压的方法使金属重新变形，才能改变形状与方向2-1-3金属的可锻性1.概念：金属的可锻性是衡量材料经受压力加工时，获得优质制品难易程度的工艺性能，可锻性好，适合压力加工；反之，不适合压力加工，，可锻性常用金属塑性与变形抗力来综合衡量，其塑性越好，变形抗力就越小，可锻性就越好，反之则差。
2.可锻性取决于：A.化学成分，成分不同，可锻性不同，纯金属可锻性比合金好，碳钢含C量越底，可锻性越好，当钢中含能形成碳化物的元素多，则可锻性差B.金属组织：纯金属含固熔体（镍氏体或单一体）可锻性好，含碳化物则差。
铸态组织和粗晶结构不如晶粒细小又均匀的组织可锻性好。
3.加工条件： 1.变形温度：（T外在T结晶以上）2变形速度：3.在三个方向上的应力，其中压应力越多，金属塑性越好，拉应力越多则金属塑性越差同号应力状态下引起的变形拉力>异号应力产拉力2-2锻造概念：利用冲压力或压力使金属在抵御或锻造中变形从而获得所需形状或尺寸的零件，这类工艺方法叫锻造二.锻造方法：自由锻造——大件模锻——复杂件胎膜锻三.冲压1.热冲压：8mm—10mm2.冷冲压：6mm以下1。
锻造工艺学(完整版)
家的工业水平。
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二、锻件生产的分类及其工艺流程
根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特 种锻造。
1．自由锻造 把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间 或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。
一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。
手工锻造
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自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称 胎模锻。
胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预 锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎 模终锻成形（形状简单的锻件可直接把坯料放入 胎模内成形），这种锻造方法称为胎模锻造。
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2．模锻 把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的 模具内进行锻造的方法称为模锻。
这些缺陷的形成与冶炼、浇注和结晶过 程紧密相关，并且不可避免。
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⑴偏析 包括枝晶偏析（指钢锭在晶体范围内化学 成分的不均匀性）和区域偏析（钢锭在宏观范围 内的不均匀性）
造成力学性能不均匀和裂纹缺陷。枝晶偏析现
象可以通过锻造、再结晶、高温扩散和锻后热处
理得到消除。区域偏析只有通过反复镦—拔变形工
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4) 提高锻件的内在质量。 5) 提高机械化、自动化水平。 6) 发展以煤气、油、电等为热源的先进加热 技术，改善劳动条件。
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（三）目前，我国锻造业面临的问题可以归纳 为如下
装备水平低，其主要表现是设备老化、精确度低 管理体制亟待理顺，生产厂点过多，力量分散 厂家封闭式经营 研究和生产不平衡
2) 高产 指机械化生产，生产率高
二、三百件/小时，现在更高了，一百多件/分， 1.2万件/小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高 了生产率，可比切削加工减少2~3万工人，少用15000 台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属 材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度 不同而已。
金属工艺学各章习题及思考题
第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。
锻压工艺规范
1.3 墩粗工序的操作要点和规则墩粗是使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序。
它主要用于锻造齿轮坯、凸缘和圆盘等类锻件，也作为提高拔长锻造比和冲孔前的预备工序。
操作中应注意:1)坯料在墩粗前应加热到材料所允许的最高加热温度，并进行适当的保温，以便坯料内外温度均匀一致，降低其变形抗力，防止墩粗时坯料中心出现偏移，造成钢锭偏析区移向一边，从而使墩件质量变坏。
2)合金钢和重量大于8~12t的碳素钢钢锭，墩粗前必须倒棱，以锻合其皮下缺陷，使墩粗表面不致产生裂纹，同时去除钢锭棱边和锥度，可保证锭身平直，避免不均匀性墩粗。
3)为了防止坯料墩粗时产生纵向弯曲，坯料墩粗前的高度H与直径D 之比不应超过3，最好将H/D控制在2~2.5之间。
对于正六面体锻坯的墩粗，其高度和最小基边之比应小于3.5~4。
4)檄粗前的坯料两端面必须平整，且应与坯料的轴心线垂直。
在坯料的侧表面上，不应有凹坑、划痕和裂纹等缺陷，以防在墩粗过程中进一步扩大。
5)钢坯墩粗时，为了防止出现墩粗裂纹和不均匀变形，应不断地绕着坯料的轴心线转动，每次墩粗的压下量不应超过该材料所允许的极限值。
墩后再拔时其高度应满足拔长要求。
6)锤上墩粗时，坯料的高度应与锤头的行程空间尺寸相适应，即应使H－h0＞0.25H式中H—锤头的最大行程(mm)；h0——坯料的原始高度(mm)。
7)水压机上墩粗时，其锭身高度、上墩粗板高度和下墩粗盘高度之和，应小于水压机的最大净空距,即应使H n≥H u＋H i＋H b＋（100~200）式中H n——水压机的最大净空距(mm)；H u——上墩粗板高度(mm)；H i——锭身高度(mm))；H b——下墩粗盘高度(mm)。
8)为了使墩粗坯料组织均匀和不出现过大的侧面鼓肚，应视情况采取相应的改善措施，这些可行的措施有：①预热墩粗工具，以防坯料过快冷却。
一般均应预热到200—300℃。
②对于低塑性材料的墩粗，应在上、下端面使用玻璃粉、玻璃棉和石墨粉等润滑剂，以提高变形均匀性。
金工实习：锻压部分
锻压部分目录第一节锻压概述(指导人员用) (2)一、锻压概念 (2)二、锻造对零件力学性的影响 (2)第二节金属的加热与锻件的冷却 (4)一、金属的加热 (4)二、锻件的冷却 (8)三、锻件的热处理 (8)第三节自由锻造 (9)一、自由锻的特点 (9)二、自由锻的基本工序 (9)第四节模型锻造 (16)一、模锻 (16)二、胎模锻 (16)第五节板料冲压 (18)一、冲压生产概述 (18)二、板料冲压的主要工序 (18)三、冲压主要设备 (19)第六节自由锻造的工具和设备(实践操作用) (22)一、机器自由锻及其设备 (22)二、手工自由锻 (25)锻造实习安全技术守则 (27)第一节 锻压概述（指导人员用）一、锻压概念锻压是在外力作用下使金属材料产生塑性变形，从而获得具有一定形状和尺寸的毛坯或零件的加工方法。
它是机械制造中的重要加工方法。
锻压包括锻造和冲压。
锻造又可分为自由锻造和模型锻造两种方式。
自由锻还可分为手工锻和机器锻两种。
用于锻压的材料应具有良好的塑性，以便锻压时产生较大的塑性变形而不致被破坏。
在常用的金属材料中，铸铁无论是在常温或加热状态下，其塑性都很差，不能锻压。
低中碳钢、铝、铜等有良好的塑性，可以锻压。
在生产中，不同成分的钢材应分别存放，以防用错。
在锻压车间里，常用火花鉴别法来确定钢的大致成分。
锻造生产的工艺过程为：下料—加热—锻造—热处理—检验。
在锻造中、小型锻件时，常以经过轧制的圆钢或方钢为原材料，用锯床、剪床或其它切割方法将原材料切成一定长度，送至加热炉中加热到一定温度后，在锻锤或压力机进行锻造。
塑性好、尺寸小的锻件，锻后可堆放在干燥的地面冷却；塑性差、尺寸大的锻件、应在灰砂或一定温度的炉子中缓慢冷却，以防变形或裂缝。
多数锻件锻后要进行退火或正火热处理，以消除锻件中内的应力和改善金属组织。
热处理后的锻件，有的要进行清理，去除表面油垢及氧化皮，以便检查表面缺陷。
锻件毛坯经质量检查合格后要进行机械加工。
金属材料成形与加工_锻压工艺之体积成形
H
V1 V2 8195 .4 6354 .8 4 4 14.3mm D 2 36 2 3.14
2.4.2 冷挤压变形程度的计算
1 变形程度的表示方法 （1）断面缩减率 F0 F1 F 100 % F0 F0—冷挤压变形前毛坯的横截面积，mm2； F1—变形后产品的横截面积，mm2。 （2）挤压比 F0 R F1
2.1 概述
2.1.1 概念 冷挤压是将冷挤压模具压力机上，利用压力 机简单的往复运动，是使金属在模腔内产生塑性 变形，从而获得所需要的尺寸、形状及一定性能 的机械零件。
2.1.2 冷挤压方法
1.正挤压
a）
b）
a）
b）
正挤压实心件 正挤压空心件 a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件 a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件
锻模一般由上模和下模两部分组成，上下合拢 形成内部模膛。
模膛按其功用不同分为制坯模膛、模锻模膛 （预锻模膛和终锻模膛）。 制坯模膛：拔长、滚圆、弯曲切断以及镦粗、 击匾等。 预锻模膛：使坯料接近锻件的形状和尺寸，有 利于坯料最终成形，并减少终端模膛磨损。 终端模膛：用来完成锻件的最终成形。 预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的圆角和斜 度较大，没有飞边槽。
1 模锻件图的制定
a.分模面
•要保证模锻件能从模 膛中取出
•上下两模沿分模面的 模膛轮廓一致
•分模面能使模膛深度 最浅 •分模面应使零件上所 加的敷料最少 •分模面为平面，使上 下锻模的模膛深度一 致
x
x x
√
b.余量、公差、敷料、冲孔连皮
余量：1~4mm
公差： (0.3 ~ 3)mm
冲孔连皮：d>25mm
a） b） c） 凸模工作端面工艺凹槽的形状 a）圆形 b）方形 c）矩形
锻压
机电一体化 技术教研室 王德春
第三章
锻
压Hale Waihona Puke 金属在外力作用下，首先产生弹性变形，当外力超过一定 限度后，会发生塑性变形。这就是金属锻压成形的理论基础。 锻压是锻造与冲压的总称，锻压是指在加压设备及（模）具 的作用下，使坯料产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何 尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。其实质是利用固态金属的 塑性流动性能来实现成形的。 金属坯料 外力 塑性变形 由于金属塑性和变形抗力方面的要求，锻造通常是在高温 成形的，因此也称为金属的热加工、热变形或热锻。 锻件的应用范围广，几乎所有运动的重大受力构件都是由锻 压成形的，汽车上的零件有60％～70％是采用锻压生产的。 锻压件
变形大、锻透深度 大、内部质量好，没 有振动，噪音小。
20MPa
0.4~0.9MPa
(200个大气压)
(4~9个大气压）
１、空气锤 利用压缩空气推动锻锤进行工作。 以落下部分质量来表示锻造能力； 常用吨位为0.05~1 T，用于锻造小型锻件。 C:\Documents and Settings\Administrator\ 桌面\锻压\空气锤工作原理.swf ２、蒸汽—空气锤
三、金属的锻造性能：金属锻压性能是指金属锻压变形难易程度 的一种工艺性能，常用塑性和变形抗力两个指标来综合衡量。 金属锻造性能 塑性 变形抗力
塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。 影响金属材料的塑性和变形抗力的主要因素有两个方面。 1、金属的本质 分金属的化学成分、金属的组织状态两个方面。 2、变形条件 分变形温度、变形速度和变形时的应力状态三个方面。 金属的塑性和变形抗力是受金属的本质和变形条件等因素制 约的。在选用锻压加工方法进行金属成形时，要依据金属的本质 和成形要求，充分发挥金属的塑性，尽可能降低其变形抗力，用 最少的能耗，获得合格的锻压件。
锻造基础知识
一、锻造基础知识1. 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。
2. 当温度超过300-400℃（钢的蓝脆区），达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能也得到很大改善。
根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。
原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。
3. 锻模寿命（热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个）4. 在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。
在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。
因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。
只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。
热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。
要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工5. 坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法6. 一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。
7. 计算锻造难度系数:K=锻件体积/最大包容体积(矩形);若K>6,则锻件属于易锻产品,若K<3,则属于难锻产品.(当然具体情况具体对待).8. 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。
闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。
用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。
由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。
金属材料的基础知识
抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。
σb=
Fb So
二、 塑性
➢概念
塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能 力。
➢ 衡量指标
伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比 称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为：
δ= l1 l0 ×100% l0
δ ψ
性能指标
名称
抗拉强度 屈服点 规定残余伸长应力
伸长率 断面收缩率
硬度 冲击韧性
HBS(HBW) HRC HRB HRA 标尺洛氏硬度值 A标尺洛氏硬度值 维氏硬度值
冲击韧度
疲劳强度 σ-1
疲劳极限
单位 MPa MPa MPa
J/cm2 MPa
含义
试样拉断前所能承受的最大应力 拉伸过程中，力不增加（保持恒定）试 样仍能继续伸长时的应力 规定残余伸长率达0.2%时的应力
部永久性积累损伤经一定循环次数后产生裂纹或突发完全断 裂的过程称为金属疲劳。
五、疲劳强度
➢疲劳破坏可分为微观裂纹、宏 观裂纹和瞬时断裂三 个过程。
五、疲劳强度
➢疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循 环次数N的关系曲线，如下图所示。
常用金属材料的力学性能指标及其含义
力学性能
符号
强度 塑性
σb σs σ0.2
0.1
e 0.2
一、强度—拉伸曲线
1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段
低碳钢的应力-应变曲线
一、强度—衡量指标
屈服点： 用符号σs表示，计算公式为
σs=
Fs So
式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N；
锻造基础知识
锻造基础知识⽬录第⼀节：基础知识 (5)⼀、锻压及其特点 (5)1.定义 (5)2.分类 (5)3.特点 (5)4.应⽤ (5)⼆、⾦属的锻造性能 (6)1.定义 (6)2.影响锻造性能的因素 (6)三、⾦属的塑性变形规律 (7)1. 最⼩阻⼒定律 (7)2. 塑性变形时的体积不变规律 (8)第⼆节：锻造 (8)⼀、锻造的定义及⽅法 (8)1.定义 (8)2.分类 (8)⼆、⾃由锻造及其特点 (8)1.定义 (8)2.特点 (8)三、⾃由锻造的⼯序 (9)1.镦粗 (9)2.拔长 (10)3.冲孔 (13)4.扩孔 (14)四、设备与⼯具 (15)1.设备 (15)2.⼯具 (15)五、锻造缺陷及防⽌ (15)第三节：锻造⽤原材料及其加热 (15)⼀、锻造⽤材料 (15)1.分类 (15)2.钢锭的结构 (15)3.钢锭的缺陷 (16)⼆、原材料的加热 (17)1.加热的⽬的 (17)2.加热⽅法 (17)3.锻造温度范围的确定 (17)4.⾦属的加热规范 (18)三、加热缺陷及防⽌措施 (18)1.氧化 (18)2.脱碳 (19)3.过热 (20)4.过烧 (20)5.裂纹 (21)四、加热温度的测量 (21)第四节：锻件的锻后冷却和热处理 (21)⼀、锻件的锻后冷却 (21)1.定义 (21)2.锻后冷却常见缺陷产⽣的原因和防⽌措施 (21)3.锻件的冷却⽅法 (22)⼆、锻件的锻后热处理 (23)1.⽬的 (23)2.⽅法 (23)第五节：⼯艺制定 (23)⼀、内容 (23)⼆、锻件图的制定 (23)三、坯料重量和尺⼨的确定 (24)1.形状材料的重量计算 (24)2.坯料尺⼨确定 (25)三.确定变形⼯艺和锻造⽐ (25)1变形⼯艺 (25)2.锻造⽐ (25)3.锻造⽐的计算 (25)4.锻造⽐对组织和机械性能的影响 (26)第⼀节：基础知识⼀、锻压及其特点1.定义锻压是利⽤外⼒使⾦属坯料产⽣塑性变形，获得所需尺⼨、形状及性能的⽑坯或零件的加⼯⽅法。
锻造基础知识
锻造专题报告1. 什么是锻造利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
1.1．锻造按成形方法可分为：1.1.1开式锻造（即自由锻）利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需的部件，主要有手工锻造和机械锻造两种。
自由锻是将加热好的金属坯料放在锻造设备的上,下砥铁之间,施加冲击力或压力,直接使坯料产生塑性变形,从而获得所需锻件的一种加工方法. 自由锻由于锻件形状简单,操作灵活,适用于单件,小批量及重型锻件的生产。
自由锻分手工自由锻和机器自由锻，手工自由锻生产效率低,劳动强度大,仅用于修配或简单,小型,小批锻件的生产,在现代工业生产中,机器自由锻已成为锻造生产的主要方法,在重型机械制造中,它具有特别重要的作用.1.1.2闭模式锻造金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，可分为模锻(即模锻全称为模型锻造，将加热后的坯料放置在固定于模锻设备上的锻模内锻造成形的。
模锻的锻模结构有单模堂锻模和多模膛锻模)、冷镦（即常温下进行冲压使被冲压件按照锻模膛的形状冲压出来）、旋转锻（即成型金属件在旋转的状态下被锻打挤压成型而成）、挤压（通过对成型件以用力的挤压的方式来获得所需要的形状方式）。
1.2．按变形温度锻造又可分为：1.2.1热锻（在加工温度高于坯料金属的再结晶温度的条件下进行锻造）1.2.2温锻（在加工温度低于再结晶温度的条件下进行锻造）1.2.3冷锻（在加工温度于常温下进行锻造）锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、钛、铜等及其合金。
材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属等。
金属在变形前的横断面积与变形后的模断面积之比称为锻造比。
正确地选择锻造比对提高产品质量、降低成本有很大关系。
2. 锻造加工方式的优点2.1 改善金属的组织、提高力学性能金属材料经压力加工后，其组织、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。
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锻压是利用外力使金属坯料产生塑性变形，获得所需 尺寸、形状及性能的毛坯或零件的加工方法。
(a) 自由锻
(b) 模锻
(c) 板料冲压
(d) 挤压
(e) 轧制 图12.1 常用的压力加工方法
(f) 拉拔
12.1 金属的塑性变形规律
12.1.1 塑性变形的实质 1. 单晶体塑性变形
(a) 螺钉头
(b) 锻造曲轴 图12.3.1 锻造流线的合理分布
(c) 吊钩
(a)棒料切削成形 (b) 扁钢切削成形 (c) 棒料镦粗后 (d) 热轧成形 切削成形 图12.3.2 不同成形工艺齿轮的流线组织
图12.2.1 碳素钢的锻造温度范围图 图12.2.2 变形速度对金属锻造性能的影响
3. 应力状态
(a) 挤压
(b) 拉拔
(c) 镦粗
图12.2.3 金属变形时的应力状态
实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多， 则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。
12.3 锻造比与锻造流线 12.3.1 锻造流线 流线型纤维组织（锻造流线） 12.3.2 锻造比(Y) 拔长时：Y =A0/A (A0、A分别表示拔长前后金属坯料的横截面积)； 镦粗时：Y =H0/H (H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度)。 12.3.3 锻造流线的合理分布 在设计和制造易受冲击载荷的零件时，一般应遵循两项原则： (1) 零件工作时的正应力方向与流线方向应一致，切应力方向 与流线方向垂直。 (2) 流线的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。
图12.1.1 单晶体在切应力作用下的滑移变形
2. 孪生
图12.1.2 孪生变形
3. 位错运动
图12.1.3 位错运动下的滑移变形
4. 多晶体塑性变形
加工2 金属塑性变形时遵循的基本规律
1. 最小阻力定律
(a) 圆形截面
(b) 方形截面
(c) 长方形截面
图12.1.4 不同截面金属的流动情况
2. 塑性变形时的体积不变规律
12.1.3 冷变形与热变形
12.2 金属的锻造性能
金属的锻造性能(又称可锻性) 塑性 变形抗力
金属的锻造性能取决于材料的性质(内因)和加工条件(外因)
12.2.1 材料性质的影响
1. 化学成分
2. 金属组织
12.2.2 加工条件的影响
金属的加工条件一般指金属的变形温度、变形速度 和变形方式等。 1. 变形温度 “过热” “过烧” 2. 变形速度 “热效 应”