等温锻造
等温锻造，简称等温锻，是模具加热到坯料变形温度并以低应变速率变形的模锻。等温锻造技术自20世纪70年代开始不断成熟，并普遍用于航空与航天飞行器重要结构零件的制造中，取得了非常明显的技术经济效益。
1 工作原理
等温锻造与常规锻造不同，在于它解决了毛坏与模具之间的温度差影响，使热毛坯在被加热到锻造温度的恒温模具中，以较低的应变速率成形。从而解决了在常规锻造时由于变形金属的表面激冷造成的流动阻力和变形抗力的增加，以
及变形金属内部变形不均匀而引起的组织性能的差异。
使得变形抗力降低到常规模锻的1/10-1/5，实现了在现
有设备上完成较大锻件的成形，也使复杂程度较高的锻
件精锻成形成为可能。这项技术也是目前国际上实现净
成形或近净成形技术的主要方法之—。
等温锻造通常指的是毛坯成形的工艺条件，它不包
含毛坏在变形过程产生热效应引起的温升所造成的温
差；由于热效应与金属成形时的应变速率有关，所以在
考虑到这一影响时，一般在等温成形条件下，尽可能选
用运动速度低的设备，如液压机等。
为使等温锻用模具易加热、保温和便于使用维护，
等温锻装置的一般构造如图 1所示。
2 等温锻造的分类
从等温锻造技术的研究与发展看，等温锻造可分为三类。
等温精密模锻。即金属在等温条件下锻造得到小斜度或无
斜度、小余量或无余量的锻件。这种方法可以生产一些形状复杂、尺寸精度要求一般，受力条件要求较高、外形接近零件形状的结构锻件。
等温超塑性模锻。即金属不但在等温条件下，而且在极低的变形速率（10-4/s ）条件下呈现出异常高的塑性状态，从而使难变形金属获得所需形状和尺寸。
粉末坯等温锻造。这类工艺方法是以粉末冶金预制坯（通过热等静压或冷等静压）为等温锻原始坯料，在等温超塑条件下，使坯料产生较大变形、压实，从而获得锻件。这种方法可以改善粉末冶金传统方法制成件的密度低、使用性能不理想等问题。
上述三类等温锻工艺方法，可根据锻件选材和使用性能要求选用。同时还应考虑工艺的经济性和可行性等。
3 等温锻件的优点
由等温锻造工艺特点所决定，等温锻件具有以下优点：
余量小、精度高、复杂程度高，锻后加工余量小或局部加工，甚至不加工。
锻件纤维连续、力学性能好、各向异性不明显。由于等温锻毛坯一次变形量大而金属流动均匀，锻件可获得等轴细晶组织，使锻件的屈服强度、低周疲劳性能及抗应力腐蚀能力有显著提高。
锻件无残余应力。由于毛坯在高温下以极慢的应变速率进行塑性变形，金属充分软化，内部组织均匀，不存在常规锻造时变形不均匀所产生的内外应力差，消除了残余变形，热处理后尺寸稳定。
材料利用率高。由于采用了小余量或无余量锻件精化设计，可提高锻件材料利用率。 提高了金属材料的塑性。由于在等温慢速变形条件下，变形金属中的位错来得及回复，并能发生动态再结晶，使得难变形金属具有好的塑性。如图2所示等温锻件，
其变形程度达图1 等温模锻用模具装置原理图
到了90%以上。
图2 护板接头等温精锻件
4 等温锻造的工艺特点
等温锻造与常规锻造相比，具有以下特点：
等温锻造一般在运动速度较低的液压机上进行。根据锻件的外形特点、复杂程度、变形特点和生产率要求以及不同的工艺类型，选择合理的运动速度。一般等温锻造要求液压机活动横梁的工作速度为0.2-2.0mm/s或更低，在这种条件下，坯料能获得的应变速率低于0.01/s，坯料在这种应变速率下，具有超塑性趋势。应变速率的降低，不仅使流动应力降低，而且还改善了模具的受力状况。
可提高设备的使用能力。由于变形金属在极低的应变速率下成形，即使没有超塑性的金属，也可以在蠕变条件下成形，这时坯料所需的变形力是相当低的。因此，在吨位较小的设备上可以锻造出较大的工件。例如用5000kN液压机进行等温锻，可替代常规锻造时的20000kN水压机。
由于等温锻造时，坯料一次变形程度很大，如再配合适当的热处理或形变热处理，锻件就能获得非常细小而均匀的金相组织，不仅避免了锻件缺陷的产生，还可保证锻件的力学性能，减小锻件的各向异性。
等温锻造能使形状复杂、壁薄、筋高和薄腹板类锻件一次模锻成形，不仅改变了模锻设计方法，还实现了组合件整体锻造成形。通过简化零件外形结构及结构合理化设计，等温精锻能达到净形，降低材料消耗，缩短制造周期和总制造费用的目的。
5 工艺设计
（1）原材料
几乎所有的铝、镁、钛、钢及其合金、合金钢、不锈钢、高温合金以及各种高性能新型金属材料，如机械合金化合金、有序金属间化合物及金属基复合材料等均可使用此工艺。如果等温锻造时模具的加热温度是常规热作模具钢便能承受的话，那么这类材料的等温锻造工艺实施并无特殊困难，如铝镁合金复杂锻件的等温锻造已在生产中推广应用。
（2）模具及加热装置
按照锻件材料的变形温度范围，等温锻造模具大致可以分为三类。第一类是常规热作模具钢，如5CrNiMo、3Cr2W8V、4CrW2VSi；第二类是高温合金模具，如欧美的IN100、MAR-M200，中国的K3、K21等；第三类是当变形温度超过1000℃-1050℃的某些高温合金及其它高温材料锻造时的钼合金模具(T2M)以及某些陶瓷模具。能够在变形温度下工作的等温锻造模具材料，其屈服强度应该在相应温度下变形材料屈服强度的三倍以上。等温锻造的模具加热方法，根据变形温度范围的不同以及工艺实施的条件可以采用火焰加热法、电阻加热法以及感应加热法等。
（3）设备
根据等温锻造低速变形的要求，通常采用专用液压机。对它们的主要要求是：可调速并实施应变速率控制，工作行程自度调节范围最好能在0.1-0.001mm／s，应变速率通过微机控制；可保压，在额定压力下保压时间能在30分钟以上；有足够的闭合高度和工作台面尺寸，以满足等温锻造模具装置的安装要求；有顶出装置；有控温系统。
（4）防护润滑剂
等温锻造具有模具温度高、应变速率低、变形时间长等特点，主要应用各种玻璃防护润滑剂，对它们的主要要求是：在模具和坯料间能生成连续均匀的润滑层，以减少摩擦系数，降低变形抗力；对坯料和模具不发生腐蚀作用；坯抖加热时能起保护作用、避免氧化和其它污染；兼有脱模剂作用。
6 等温锻件与模具设计的一般原则
等温锻件设计与其成形时采用的工艺方法和模具结构有密切的关系，因此在锻件设计时应同时考虑其所采用的工艺方法，是开式模锻还是闭式模锻，是带余量锻造还是无余量锻造，是整体式模具还是组合式模具等。
（1）等温锻件设计原则
锻件分模位置的选择。应尽量采用平面分模。当开式模锻时，与常规开式模锻分模相同；闭式模锻时，多采用组合模具，考虑锻后易取出锻件，则应采用多向平面分模，或曲线分模等；如图3所示。
(a) 护板接头(b) 整体涡轮
图3 模膛分模示意图
模锻斜度的确定。开式模锻时，模锻斜度选取按HB6077-86标准中推荐值选用，有顶出装置时选小值。闭式模锻时，在分模面上的侧壁外斜度为0，在其它部位一般取30′-3°，内斜度可取30′-1°30′。由于闭式模锻多采用组合镶块模，模具材料的收缩率大于锻件材料的收缩率，镶块与锻件从模座中取出后，在大气中同时降温，镶块易从锻件中取出，如
图4所示。
圆角半径的确定。圆角半径是影响金属流动和模具使用寿命的主要因素之一。在等温锻时，由于多向分模和多镶块结构，锻件上的凸圆角在分模面上时可为0，在其它部位时，与常规模锻相同或略小，凹模角不应太小，这主要考虑等温锻时，毛坯在模具中以压入成形为主，大圆角利于金属流动和避免缺陷产生，如图5所示。
(1) 镶块(2) 锻件(1)模块(2)锻件(3)模具(4)下模芯(5)上压模
图4 锻件与镶块关系示意图图5 锻件圆角与分模位置间的关系示意图余量与公差的确定。等温锻主要用于有色金属的成形，成形时需采用润滑与防护，成形后锻件表面需经何种处理与加工，决定着锻件余量是否加放、加放多少以及尺寸公差的选择等，一般分为三种情况。
普通余量等温锻件。这类锻件主要考虑锻件表面大部分需机械加工，应依据锻件尺寸大小选择相应的余量值，可参照表1。
表1 有色金属锻件的机械加工余量
减少加工余量，使锻件接近零件外形尺寸，一般为普通锻件余量的1/2左右。
无余量等温锻件。这类锻件绝大部分表面为净锻表面，不用机械加工，只需进行表面处
理后便可投入使用，少部分的基准面或装配面处按小余量加放。铝、镁合金净锻表面余量为0，钛合金依锻后化学洗削量的要求，一般取0.3-0.5mm（单面）。
等温锻件尺寸受锻件的冷却收缩、模具制造误差、模具磨损、模具弹性变形和塑性变形以及工艺各因素的影响，其实际尺寸与理论值存在一定的差异，这种差异是不可避免的，因此为了控制实际尺寸不超过某一范围，通常用尺寸公差给予限制。目前，国内等温锻锻件尺寸公差没有统一标准，设计时可参照企业标准，其主要用于铝、镁合金等温锻件，如表2所示。
表2 铝、镁合金等温锻件的尺寸公差
（2
等温锻模具结构较为复杂。铝、镁合金等温锻模具的投资成本与其常规锻模相比略高一些，但对于那些形状复杂的等温锻件的总加工成本，并不比常规锻时高，有时还低于后者。而钛合金的等温锻模，因其所用模具材料费用较高，加上加热、保温、控温、气体保护等装置的费用，其模具总费用比常规锻时高一个数量级。所以，在设计、制造和使用时应充分考虑等温锻模的使用寿命和使用效率，尽量降低锻件制造成本。因此，选择等温锻工艺及模具设计应遵循以下原则：
选择那些形状复杂，在常规锻时不易成形，或需经多火次成形的锻件以及组织、性能要求十分严格的锻件作为等温锻件；
选择开式或闭式模锻方法，应根据锻件结构、尺寸及后续加工要求和设备安模空间来确定；
模具总体设计应能满足等温锻工艺要求，结构合理，便于使用和维护；
锻模工件部分应有专门的加热、保温、控温等装置，并能达到等温锻成形所需的温度；
除特殊锻件需专用模具外，模具应设计为通用型；
应合理选用模具各部分所用材料，以保证模具零件在不同温度下有可靠的使用性能；
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；
应考虑导向和定位问题。因等温锻模具被放置在加热炉中，不能发现模具是否错移，应在模架和模块上考虑导向装置，内外导向装置应协调一致；同时毛坯放进模具中应设计定位块，以免坯料放偏。
热模锻生产技术 金属坯料加热到锻造温度采用模锻方法实现精密成形是现代机械零件的重要成形方法之一。机械零件中很多承力件、保安件、传动件采用了热锻成形。汽车的连杆、高速柴油机曲轴、汽车前梁、汽轮机叶片、轴承环等都是热锻的典型件。 蒸汽-空气两用模锻锤曾经是热模锻生产的主要设备，由于能耗大、导向精度不高、又没有顶出装置，因而锻件精度不高。现代大批量生产的企业通常采用热模锻压力机、高能螺旋压力机、电液锤为主要锻造设备。为保证温度的一致性和高的生产率，通常采用感应加热。由于工艺技术提高，设备、模具、润滑条件改进，锻件尺寸精度和复杂程度在本世纪末均有显著提高，如汽车连杆锻件过去重量偏差在7%~8%，现在普遍达到3%~4%；现在曲轴锻件拐颊做到薄而深，满足了现代汽车道行驶速度提高，发动机结构紧凑，出力大的设计要求；新型轿车转向节是一个多枝叉零件，按照其复杂程度计算已经是热锻件的极限。非调质钢在汽车行业中大量应用可以利用锻件余热直接热处理，简化了工艺和设备，有显著节能、节材、节约生产面积的经济效益。工艺模拟和模具CAD/CAM技术的应用，使热锻成形新产品的设计和开发周期显著缩短，锻造机械手、机器人和生产自动化及其配套技术的应用，使热精锻在质量、效率和劳动条件方面有了显著改善。 精密热模锻生产通常要经过下料、加热、制坯、预锻、终锻、切边、校正或精整等多道工步。由于锻件形状尺寸和精度要求不同，有些工步可以省去，确定工步的一般原则和普通热模锻生产线相似；工艺流程设计对于正确选择和利用设备、保证产品精度和质量、提高生产效率、降低生产线投资和日常生产成本、节能节材、改善生产环境和劳动条件都有密切关系，所以无论是利用企业原有条件进行技术改造，还是新建生产线，都要进行详细分析比较，以下为一些应该注意的问题。 1．原材料和下料工步 我国目前生产的钢材往往尺寸公差较大，平直度差，表面质量不高有时会有微裂纹，由于精锻后加工量小甚至不加工，这些裂纹和表面缺陷往往会造成锻件报废，去坯尺寸公差大会引起下料重量偏差增大，有些时候也会影响锻件精度。这些都必须予以考虑，采取相应的预防措施。 2．锻造工步的确定 确定锻造工步是建设生产线的关键。工艺人员要对锻造设备及其特点有清楚的了解，对各种锻造工艺的优缺点和适用范围也应当有正确认识，进行综合分析比较，兼顾当前企业实际条件，市场情况和技术发展趋势，从而优选先进实用的方案。如北京机电所的研究人员在制定汽车前梁生产线建设方案时提出采用精辊-精锻复合工艺，替代发达国家辊锻粗坯再用大吨位压力机锻造的方案就是一个很好的例子，在采用新方案后生产线主要设备吨位由万吨级降到2500t，投资只是国外方案的1/5～1/8，模具寿命还有提高，生产成本也有降低。柴油机的喷油体通常的工艺方案是模锻或镦锻，改用楔横轧制坯-立锻的方案后提高了锻件精度，节约材料降低加工费用受到后续加工企业好评，已经获得我国专利。 锻造工步确定后要绘制锻件图，设计每一工步毛坯尺寸和形状。每一工步毛坯设计，通常都以一些典型件进行类比，然后进行简单的体积计算，再结合设计人员的经验判断确定，对于形状复杂工步多的锻件，变形过程金属流动情况凭经验并不能准确判断，往往还要靠新产品试制时进行调试修改，这种方法调试周期长，人力物力消耗多是不能适应市场变化和产品更新要求的。现代计算机技术和塑性有限元技术的迅速发展，国内外已经有比较成熟的软件可供工艺过程模拟分析，特别是我国科技人员合作研制的可在微机上运行的工艺分析软件已经在一批锻件制定工艺过程中应用取得好的效果，已具备了推广应用的条件。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟加工钛及钛合金的锻造加热温度(物理性质) 加工钛及钛合金的锻造加热温度(物理性质) 编号（α+β）/β相变点/℃铸 锭变形坯料成品加热温度/℃终锻温度/≮℃加热温度/℃终锻温度/℃加热 温度/℃终锻温度/≮℃TA1 890-920 1000-1020 750 900-950 700 850-880 700 TA2 890-920 1000-1020 750 900-950 700 850-880 700 TA3 890-920 1000-1020 750 900-950 700 850-880 700 TA4 960-980 1150 850 1030-1050 800 —— TA5 980- 1000 1080-1150 850 1000-1050 800 ——TA6 1000-1020 1150-1200 900 1050- 1100 850 980-1020 800 TA7 1000-1020 1150-1200 900 1050-1100 850 980-1020 800 TB2 750 1140-1160 850 1090-1100 800 990-1010 800 TC1 910-930 1000-1020 750 900-950 750 850-880 750 TC2 920-940 1000-1020 800 900-950 800 850-900 750 TC3 960-970 1100-1150 850 950-1050 800 950-970 750 TC4 980-990 1100- 1150 850 960-1100 800 950-970 750 TC6 950-980 1150-1180 850 1000-1050 800 950-980 800 TC9 1000-1020 1140-1160 850 1050-1080 800 950-970 800 TC10 935 1100-1150 800 1000-1050 800 930-940 800 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
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本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。 1简明工艺流程见表1。 2铸锭的准备 2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。 2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。 2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。 2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉
铸锭 ↓ 涂层 ↓ 加热 ↓ 锻造 ↓ ↓↓↓ 打磨刨面打磨 ↓↓↓ 加热修磨加热↓↓↓ 锻造检查锻造↓↓↓ 热处理称重刻口↓↓↓ 机加板坯锯切↓↓ 探伤平头倒角↓↓ 取样 ↓↓ 检查 ↓↓ 修磨 ↓↓ 检查热处理↓↓ 称重机加↓↓ 包装探伤↓↓ 棒材取样 ↓ 检查 ↓ 称重 ↓ 包装 ↓ 饼环材
等温锻造技术 等温锻造技术是在传统模锻工艺基础上发展起来的一项新工艺。与普通模锻技术不同，它是将模具和坯料同时加热到锻造温度，并使坯料在一段温度变化很窄的区间下，完成变形过程。 等温锻造的优点是： 1、极大降低金属的流变抗力，其总压力相当于普通模锻的10-20%。节省了设备投资和动力消耗。 2、显著提高金属材料的塑性，坯料的流动性好，易充填模具型腔，锻后工件尺寸精度高，机械加工余量小，甚至不用机加工。 3、等温锻造技术能使形状复杂，薄壁高筋的锻件一火成形；而普通模锻技术针对特种难变形合金则需要多火次成形。 4、在等温锻造过程中，由于变形温度均匀，金属能保持较均匀、细小的等轴晶粒组织，因此产品的屈服强度低、低频疲劳及抗应力腐蚀性能高。 5、材料利用率高，等温模锻与普通模锻相比，金属消耗降低50%以上。 一般，等温锻造可分为三类： 1、等温精密模锻。金属在等温条件下锻造得到小斜度或无斜度、小余量或无余量的锻件。这种方法可以生产一些形状复杂、尺寸精度要求一般、受力条件要求较高、外形接近零件形状的结构锻件。 2、等温超塑性模锻。金属不但在等温条件下，而且在极低的变形速率（10-4/s）条件下也呈现高的塑性状态，从而使难变形金属获得所需的冶金组织、形状和尺寸。 3、粉末合金等温锻造。这类工艺方法是以粉末冶金预制坯为等温锻造原始坯料，在等温超塑性条件下，使坯料产生较大形变，压实坯料，从而得到满足工艺要求的锻件。 等温锻造适合的钢种是：航天、航空工业中的钛合金、高温合金、铝合金和镁合金锻件，以及新材料难变形合金锻件的精密成形。 等温锻造技术既提高了金属材料的利用率，又减小了后续加工余量和加工工时的消耗，具有较高的技术经济效益。
锻造术语中英文对照 锻压 forging and stamping 金属塑性加工 metal plastic working 金属压力加工 mechanical metal working 体积成形 bulk forming 锻造 forging / hot forging 锻造技术 forging technology / forging technique 锻造工艺 forging technology / forging process 锻工 forger / blacksmith / hammer man / hammer smith / hammerer 塑性 plasticity 超塑性 superplasticity 可锻性 forgeability 切削性能 machinability 最小阻力定律 the law of minimum resistance 体积不变条件 constance(y) of volume / incompressibility 锻造流线 grain flow / forging flow line 滑移线 sliding line / slip-line 模锻 die forging / closed-die forging / impression die forging 开式模锻 closed-die forging / impression die forging 闭式模锻 no-flash die forging / flashless die forging 锤模锻 closed-die forging / impression die forging / drop forging / stamping 锻压机模锻 mechanical press forging 平锻 upsetting / heading 无飞边模锻 no-flash forging 无拔模斜度模锻 no-draft forging 模锻件 forging / workpiece 锻件重量 forging weight 普通锻件 conventional forging 精确（公差）锻件 close-tolerance forging 锻造工序卡 forging process chart 工序 operation / process / procedure 工步 process step 打击 blow / strike 锻件图 forging drawing 加工余量 machining allowance 镦锻、顶锻 upsetting / heading 镦粗 upsetting 压扁 flattening 去氧化皮 scale-breaking 拔长工步 drawing / elongating / fullering 拔夹钳头 tong-hold drawn / tagging
等温锻造 等温锻造，简称等温锻，是模具加热到坯料变形温度并以低应变速率变形的模锻。等温锻造技术自20世纪70年代开始不断成熟，并普遍用于航空与航天飞行器重要结构零件的制造中，取得了非常明显的技术经济效益。 1 工作原理 等温锻造与常规锻造不同，在于它解决了毛坏与模具之间的温度差影响，使热毛坯在被加热到锻造温度的恒温模具中，以较低的应变速率成形。从而解决了在常规锻造时由于变形金属的表面激冷造成的流动阻力和变形抗力的增加，以 及变形金属内部变形不均匀而引起的组织性能的差异。 使得变形抗力降低到常规模锻的1/10-1/5，实现了在现 有设备上完成较大锻件的成形，也使复杂程度较高的锻 件精锻成形成为可能。这项技术也是目前国际上实现净 成形或近净成形技术的主要方法之—。 等温锻造通常指的是毛坯成形的工艺条件，它不包 含毛坏在变形过程产生热效应引起的温升所造成的温 差；由于热效应与金属成形时的应变速率有关，所以在 考虑到这一影响时，一般在等温成形条件下，尽可能选 用运动速度低的设备，如液压机等。 为使等温锻用模具易加热、保温和便于使用维护， 等温锻装置的一般构造如图 1所示。 2 等温锻造的分类 从等温锻造技术的研究与发展看，等温锻造可分为三类。 等温精密模锻。即金属在等温条件下锻造得到小斜度或无 斜度、小余量或无余量的锻件。这种方法可以生产一些形状复杂、尺寸精度要求一般，受力条件要求较高、外形接近零件形状的结构锻件。 等温超塑性模锻。即金属不但在等温条件下，而且在极低的变形速率（10-4/s ）条件下呈现出异常高的塑性状态，从而使难变形金属获得所需形状和尺寸。 粉末坯等温锻造。这类工艺方法是以粉末冶金预制坯（通过热等静压或冷等静压）为等温锻原始坯料，在等温超塑条件下，使坯料产生较大变形、压实，从而获得锻件。这种方法可以改善粉末冶金传统方法制成件的密度低、使用性能不理想等问题。 上述三类等温锻工艺方法，可根据锻件选材和使用性能要求选用。同时还应考虑工艺的经济性和可行性等。 3 等温锻件的优点 由等温锻造工艺特点所决定，等温锻件具有以下优点： 余量小、精度高、复杂程度高，锻后加工余量小或局部加工，甚至不加工。 锻件纤维连续、力学性能好、各向异性不明显。由于等温锻毛坯一次变形量大而金属流动均匀，锻件可获得等轴细晶组织，使锻件的屈服强度、低周疲劳性能及抗应力腐蚀能力有显著提高。 锻件无残余应力。由于毛坯在高温下以极慢的应变速率进行塑性变形，金属充分软化，内部组织均匀，不存在常规锻造时变形不均匀所产生的内外应力差，消除了残余变形，热处理后尺寸稳定。 材料利用率高。由于采用了小余量或无余量锻件精化设计，可提高锻件材料利用率。 提高了金属材料的塑性。由于在等温慢速变形条件下，变形金属中的位错来得及回复，并能发生动态再结晶，使得难变形金属具有好的塑性。如图2所示等温锻件， 其变形程度达图1 等温模锻用模具装置原理图
一、钛及钛合金材料 （一）材料 1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛，经加热使碘化钛分解，再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。 牌号：TAD. 符号：Til2. 纯度＞%（wt） 主要用于科研，如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。 2.海绵钛 含钛的矿石从金红石（Tio2）存在，经氯（Cl2）化生成 四氯化钛（TiCl4），再用活性金属（Mg或Na）还原得到海绵状的金属钛（Ti）称为海绵钛。 镁法海绵钛： MHTi 纳法海绵钛：NHTi 海绵钛是疏松多孔，纯度（wt），其硬度HB 为100-157，是钛工业生产的原料。 海绵钛分级见表1. 3.工业纯钛 含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。 工业纯钛的含钛量≮%（wt）
按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别，见表2. 表1 海绵钛分级（MHTi） GB/T2524-2002 表2 工业纯钛分级 GB/. 4.钛合金 以钛为基体金属元素和含有其他合金元素及杂质元素所组成的合金称为钛合金。 钛合金举例见表3.
表3 钛合金 GB/ 5.ELI钛及钛合金 具有超低间隙杂质元素的钛及钛合金称为ELI钛及钛合金。如：Ti-6Al-4V ELI. 为了改善低温钛及钛合金的塑性和韧性开发出来的超低间隙元素的钛及钛合金，由于间隙元素含量小，其溶于钛后减小了钛晶格歪曲，随温度降低，钛的强度增加，而塑性和韧性下降的很小，在室温-253℃条件下具有强度高，良好的塑性和高的断裂韧性。 （二）标准 1.常用标准（钛） （1）中国标准 ①GB：国家强制性标准 ②GB/T: 国家推荐性标准 ③GJB: 国家军用标准 ④YB: 部颁标准 ⑤YY: 行业标准
文件编号：TP-AR-L6168 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 精密锻造成形技术的应 用及其发展(正式版)
精密锻造成形技术的应用及其发展 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 随着经济和科学技术的发展，常规的锻造技术已 经不能满足发展的需求了。精密锻造成形技术在航空 航天、船舶、通用机械、汽车、兵器等领域的应用越 来越广泛，越来越受到人们的关注。本文将就精密锻 造成形技术的种类进行介绍，并对其发展趋势进行阐 述。 精密锻造成形技术，指的是在零件基本成形后， 只需少许加工或无需加工就可以使用的零件成形技 术，又称近净成形技术。这种技术是以常规锻造成形 技术为基础发展起来的，是由计算机信息技术、新能
源、新材料等集成的一门应用技术。现阶段，精密锻造成形技术主要用在精锻零件和精化毛坯等方面。 精密锻造成形技术的种类 精密锻造成形技术，它的优势很明显，成本低、效率高、节能环保、精度高等。这种成形工艺种类很多，按成形速度划分：高速精锻、一般精锻、慢速精锻成形等；以锻造过程中金属流动状况为标准划分：半闭、闭式、开式精锻成形工艺；按成形温度划分：超塑、室温、中温、高温精锻成形等；按成形技术分为：分流锻造、等温锻造、复动锻、复合成形、温精锻成形、热精锻成形和冷精锻成形等。按成形技术对精锻技术进行的划分，已经成为了生产中人们习惯分类方式。 1.1.分流锻造 分流锻造技术的重要环节是在模具或毛坯的成形
钛及钛合金锻造生产工艺介绍及生产注意事项摘要：从铸锭的准备、铸锭加热、锻造工艺、热处理工艺、机加工、打磨、锭号管理、超声探伤、锯切、取样等方面详细介绍了钛及钛合金锻造生产工艺及生产过程中的注意事项。 一、铸锭的准备 1、生产工艺员在接到生产作业计划后, 要仔细对计划部分内容进行审核, 如有问题, 及时和计划员沟通, 确定无误后, 方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2、领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2 及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。 3、铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 4、生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。 5、铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 6、涂层时将写锭号的地方不要涂, 以便装炉前确认锭号是否正确。 7、涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉。 表 1 主要产品的简明工艺流程
二、铸锭加热 加热设备：天燃气炉、电阻炉 1、加热前准备。 1.1 炉工装炉前应认真核对来料的牌号、锭号、规格、支数是否与工艺卡片相符，确认无误后，方可装炉。 1.2 加热设备与测温仪表应运转正常，否则不得使用，对测温仪表应每半年校对一次，并经常检查。对于科研用料或重要产品，在生产前应校核炉温。炉子在大修或长期停用后开始使用时，应校核炉温，炉子的均温区在正常情况下一个季度校核一次，并做好记录。 1.3 装炉前炉内应清洁，不得有钢铁等非金属物及这些金属的氧化皮以及其它影响加热质量的物质存在。锭坯表面应清洁，不得有油污和其它脏物。 2、注意事项 2.1 当坯料的直径或边长大于300㎜时, 必须采用分段式加热法, 加热曲
10.1等温锻造（Isothermal forging） 10.2粉末锻造（Powder forging） 10.3精密模锻(Precision forging) 10.4半固态模锻(Semi-solid forging) 10.5超塑性锻造(Superplastic forging) 10.6连铸连锻(Continuous casting and forging) 10.7液态模锻(Liquid die forging) 10.8辊锻（Roller forging） 10.9 环轧（Ring rolling） 10.10摆动辗压(Swing rolling) 10.11横轧与斜轧（Cross rolling and skew rolling） 10.12 径向锻造（Radial forging） 第10 章锻造新工艺 我们知道，金属加工的最终目的是提供零件，这些件来自于铸造（液态金属凝固）、粉末冶金（金属粉末压实）、（固体金属的）成形和（切除金属的）切削。锻造实际是固体金属成形的一种金属加工方法。锻造与其它方法结合便涌现出一系列新的方法，即锻造新工艺。因此，锻造新工艺是在相关理论和工艺的基础上发展而来的。有的工艺目前处于应用研究阶段，有的处于探索阶段。本章介绍一些新工艺的概念、原理及工艺参数等。 10.1等温锻造（Isothermal forging） 顾名思义，等温锻造为恒定温度下的锻造，而常规锻造为一定温度区间（始锻温度-终锻温度）内的锻造。前者具有明显的优点，由于等温锻造，必然组织均匀，制品性能均匀。 10.2粉末锻造（Powder forging） 与铸造相比，粉末锻造之前的铸造过程被粉末处理过程所替代，因此粉末锻造的工艺发生了变化。粉末热锻的工艺流程为：粉末原料→预成形坯→烧结→加热→锻造。由于粉末锻造是在普通粉末冶金和精密模锻工艺基础上发展而来的，因此它具有如下特点：1）粉末预成形坯通过加热锻造的途径，提高了制品的密度，因此使制品的性能接近甚至超过同类熔铸制品的水平；2）保持了粉末冶金工艺制造坯料的特点，因为粉末预成形坯含有80%左右的孔隙，其锻造应力比普通熔铸材料要低很多；3）材料的利用率达80%以上；4）制品的精度高、组织结构均匀、无成分偏析；5）能够锻造难于锻造的金属或合金和各种复杂形状的制品，例如难变形的高温铸造合金。 10.3精密模锻（精锻）(Precision forging) 精锻的方法有三种：高温精锻（热精锻）、中温精锻（温精锻）和室温精锻（冷精锻）。高温精锻时坯料在控制气氛中加热，以防止坯料产生氧化和脱碳。通常采用的是少氧化火焰加热炉，炉温1200℃时，CO2/CO≤0.3，H2O/ H2≤0.8，便可以实现少氧化加热，此时的空气过剩系数控制在0.5左右。中温精锻是在尚未产生强烈氧化的温度范围内加热坯料并完成精锻的一种加工方法。例如，45号钢的抗拉强度到600℃时为室温时的一半。600℃以上的抗拉强度较低，碳钢在600-850℃范围内无强烈的氧化现象，因此此种条件下锻造可使锻件达到较高的精度和较低的表面粗糙度。室温精锻取消了毛坯锻前加热，不存在坯料氧化问题。
钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：1/16 代号：AS/FST-JS-04-2012 更改控制页 序号更改章节更改日期更改单编号更改后版次更改人签名
钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：2/16 代号：AS/FST-JS-04-2012 本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。 1简明工艺流程见表1。 2铸锭的准备 2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差 GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。 2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。 2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。 2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉
钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：3/16 代号：AS/FST-JS-04-2012 铸锭 ↓ 涂层 ↓ 加热 ↓ 锻造 ↓ ↓↓↓ 打磨刨面打磨 ↓↓↓ 加热修磨加热 ↓↓↓ 锻造检查锻造 ↓↓↓ 热处理称重刻口 ↓↓↓ 机加板坯锯切 ↓↓ 探伤平头倒角 ↓↓ 取样打磨 ↓↓ 检查加热 ↓↓ 修磨锻造 ↓↓ 检查热处理 ↓↓ 称重机加 ↓↓ 包装探伤 ↓↓ 棒材取样 ↓ 检查 ↓ 称重 ↓ 包装 ↓ 饼环材
专题报道 钛合金的制备方法 一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法 热处理钛合金的方法和所得零件 机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺 冲压成形性和强度的平衡优异的钛或钛合金板 一种钛合金棒材的制备方法 一种低成本钛合金的制备方法 大规格高性能钛及钛合金锭的熔铸方法 一种粉末冶金钛合金及其制备方法 一种凝胶注模-自蔓延高温合成制备钛合金材料的方法 微量稀土合金化处理的TA16钛合金 一种低密度高铸造性能钛合金材料及其制备方法 一种低弹性模量的铸造钛合金 一种低密度高性能钛合金材料及其制备方法 一种钛合金TI-62222S及其制备方法 一种钛合金TI-811-1及其制备方法 通过粉末冶金法制备基于钛合金的并且TIB强化的复合部件的方法 一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法 申请号：201110267053.6 公布日：2012-01-18 申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 摘要：本发明提供了一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法。所述方法包括以下步骤:将熔分钛渣直接热装入炉;升温至熔池澄清后,加还原剂进行冶炼,控制反应温度;反应完毕后,镇静沉降;出渣、出合金,冷却制得含钛合金。本发明采用钒钛磁铁矿直接还原或非高炉炼铁后得到的熔分钛渣为原料制备含钛合金,能够有效的利用熔分钛渣中的钛资源,采用热渣直接入炉的方式,降低了生产成本和能源消耗,对提高钒钛磁铁矿资源的综合利用率具有重要意义。 热处理钛合金的方法和所得零件 申请号：200980156528.5 公布日：2012-01-11 申请(专利权)人：奥贝尔&杜瓦尔公司 摘要：本发明涉及一种热处理Ti?5-5-5-3型钛合金的方法,该Ti5-5-5-3型钛合金具有以重量百分数计的以下组成:4.4-5.7%铝,4.0-5.5%钒,0.30-0.50%铁,4.0-5.5%钼,2.5-3.5%铬,0.08-0.18%氧,痕量至0.10%的碳,痕量至0.05%的氮,痕量至0.30%的锆,痕量至0.15%的硅,其余百分数是钛和杂质,其特征在于所述合金的热处理包括:将合金加热到800-840℃且低于该合金的β-转变的第一平台;维持第一温度平台1-3小时;在没有中间再加热的情况下将合金冷却至760℃-800℃的第二平台;维持第二温度平台2-5小时;将合金冷却至室温;将