锻造工艺的工艺特点

镁合金锻造工艺特点1．坯料准备镁合金锻造用原材料主要有铸锭和挤压棒材，大多数情况下都采用挤压棒材，仅在锻造大型模锻件时，才采用铸锭作为原材料。

为提高可锻性，铸锭锻前应进行均匀化退火，以改善其塑性。

镁合金挤压棒材的特点是塑性好，但其机械性能的异向性较铝合金挤压棒材严重，这是由于在挤压过程中，除形成纤维组织外，密排六方晶格脆的基面逐步转向与挤压方向重合而造成的。

为了获得机械性能均匀的锻件，挤压棒材应尽可能减少机械性能异向性，为此铸锭于挤压前应进行均匀化退火，并要增大挤压时的变形程度。

镁合金下料可在圆盘锯或车床上进行，而不采用剪床下料，以防在切口处形成裂纹。

除MB2，MB15外，一般不推荐在热态下剁切。

铸锭在锻前应进行表面机械加工，对坯料或棒料也应检查并消除表面缺陷，以防在锻造中发生开裂。

MB15挤压棒材常常带有粗晶环，锻前应进行扒皮。

由于镁屑易燃，下料速度应缓慢。

切削时不用润滑剂和冷却液，以防镁屑燃烧和毛坯受到腐蚀。

切屑要单独存放，工作场地要清洁，以防烟火和爆炸。

2．锻前加热镁合金的加热方法与铝合金的基本相同。

镁合金有良好的导热性，任何尺寸的毛坯或铸锭均可不经预热而直接放入炉膛内加热。

但镁合金中的原子扩散速度慢，强化相的溶解需要较长时间，故实际采用的加热时间还是较长的。

加热时间可按每毫米坯料直径（或厚度）1.5～2min计算。

镁合金属于低塑性合金，其锻造温度范围比铝合金窄。

镁合金的锻造温度范围和加热规范如表25所示。

表25 镁合金的锻造温度范围和加热规范镁合金的加热温度和保温时间，不仅影响合金的工艺塑性，而且还影响锻件锻后的组织和机械性能，这是因为镁合金没有相变重结晶，多数镁合金是不能通过热处理强化的。

如果加热温度过高、保温时间过长或加热次数过多，则再结晶愈充分且晶粒尺寸增大，使镁合金的抗拉强度和屈服强度降低，即产生软化现象（图39）。

这种晶粒长大及软化现象，不能靠随后的热处理来补救，所以必须严格控制锻造工艺。

锻造的特点锻造是一种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，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。

通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。

相关机械中负载高、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。

锻造的分类变形温度按变形温度，锻造又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。

钢的开始再结晶温度约为727℃，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。

坯料的移动方式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。

1、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锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。

2、模锻。

模锻又分为开式模锻和闭式模锻．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，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。

3、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。

但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。

锻模的运动方式根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。

摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。

为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。

与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。

包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。

锻造的工艺特点
锻造是一种常见的金属加工工艺，它通过施加高压力和高温度，使金属原料发生塑性变形和晶粒细化，从而达到加工成形的目的。

锻造工艺的特点有以下几点：
一、高强度和高密度
锻造工艺可以使金属材料在高温高压下发生塑性变形，使其晶粒细化并排列有序，从而使金属材料的密度和强度得到提高。

相比于其他加工工艺，如铸造和焊接，锻造能够获得更高的强度和密度，因此在高负荷和高强度要求的产品制造中得到广泛应用。

二、良好的成形性能
锻造工艺可以使金属材料在高温下发生塑性变形，从而得到各种形状和尺寸的产品。

相比于其他加工工艺，如切削和冲压，锻造具有更好的成形性能，可以制造出更为复杂的产品，如飞机发动机叶片、汽车曲轴等。

三、优异的机械性能
锻造工艺可以使金属材料的晶粒细化和排列有序，从而提高其机械性能，如强度、硬度、韧性和耐磨性等。

同时，锻造还可以改善金属材料的组织和性能分布，从而使其具有更好的抗疲劳和抗蠕变性能。

四、节约原材料和成本
锻造工艺可以减少金属材料的浪费和能耗，从而节约原材料和成本。

相比于其他加工工艺，如铸造和焊接，锻造能够获得更高的利用率和较低的成本。

锻造工艺具有高强度和高密度、良好的成形性能、优异的机械性能和节约原材料和成本等特点。

在现代工业生产中，锻造工艺被广泛应用于各种重要的机械零部件、航空航天器件、汽车零部件等领域。

随着科技的发展和工艺的改进，锻造工艺也在不断地创新和发展，将为各行各业带来更多的机遇和挑战。

文件名称第 1 版核准审批审核编制发布日期实施日期目录一、锻造的概念 (3)1、自由锻 (3)2、模锻 (3)3、胎模锻造 (4)二、锻造的工艺性 (4)1 、自由锻造的工艺性 (4)2、模锻件结构工艺性 (4)三、锻造的加热温度控制 (5)1、加热的目的 (5)2、加热容易产生的缺陷 (5)3、中频感应加热炉 (6)四、锻件质量检验及控制 (7)1、锻件缺陷的分类 (7)2、锻件缺陷产生原因 (7)3、锻件质量控制的主要内容和方法 (9)一、锻造的概念在外力的作用下，使坯料产生局部或者全部变形，以获得一定几何尺寸、形状和内部组织的锻件加工方法称为锻造。

锻造普通分为自由锻和模锻两大类。

1、自由锻：利用冲击力或者压力使金属在上锤、下砧之间朔性变形，从而得到所需要锻件的锻造方法。

自由锻造的特点：工艺灵便、成本低、具有较强的适应性，但精度差、余量大、材料消耗多，生产效率低。

主要设备：蒸汽-空气锤、液压机自由锻造的基本工序：拔长、镦粗、冲孔、切边、弯曲、扭转、错移。

2、模锻：使坯料在模膛内受压变形的方法，在变形过程中，由于模膛对金属坯料流动的限制，金属坯料充满模膛，获得与模膛形状相同的锻件。

模锻的特点：生产效率高、锻件精度高、余量小、操作简单。

模锻的主要设备1) 锤上模锻：蒸汽-空气锤、高速锤。

2) 压力机上模锻：磨擦压力机、曲柄压力机、平锻机、模锻水压机。

锻模结构锤上模锻的锻模是由带有燕尾的上模和下模两部份组成，下模固定在砧座上，上模固定在锤头上，上模和下模均有相应的模膛。

锻模的模膛分为模锻模膛和制坯模膛两大类。

1) 模锻模膛可分为预锻模膛和终锻模膛两种2) 制坯模膛有几种：拔长模膛、滚挤模膛、弯曲模膛、切断模膛，还有镦粗台等。

3、胎模锻造：胎膜锻造是在自由锻造设备上使用胎膜生产模锻件的方法。

普通利用自由锻将坯料初步成型，然后再用胎膜终锻成型。

设备简单，胎膜简单，不需要固定在设备上，适应中小批量生产。

一、自由锻只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，称为自由锻。

1、基本工序可分为拔长、镦粗、冲孔、弯曲等。

拔长：也称为延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。

镦粗：是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。

冲孔：是利用冲头在镦粗后的坯料上冲出透也或不透孔的锻造方法。

弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。

2、自由锻的特点及应用特点：工艺灵活性较大，生产准备的时间较短；生产率低，锻件精度不高，不能锻造形状复杂的锻件。

应用：自由锻是大型锻件的主要生产方法。

这是因为自由锻可以击碎钢锭中粗大的铸造组织，锻合钢锭内部气孔、缩松等空洞，并使流线状组织沿锻件外形合理分布。

二、胎模锻胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具（胎模）生产模锻件的一种锻造方法。

特点：与自由锻相比较优点①由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高。

②由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高1～5倍。

③胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件。

④锻件余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。

缺点：需要吨位较大的锻锤；只能生产小型锻件；胎模的使用寿命较低；工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大。

应用：胎模锻用于生产中、小批量的锻件。

三、锤上模锻简称模锻，它是在模锻外向锤上利用模具（锻模）使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。

特点：与自由锻、胎模锻比较有如下优点①生产效高②表面质量高，加工余量小，余块少甚至没有，尺寸准确，锻件公差比自由锻小2/3～3/4，可节省大量金属材料和机械加工工时。

③操作简单，劳动强度比自由锻和胎模锻都低。

缺点：①模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在50～70kg以下；②锻模需要贵重的模具钢，加上模膛的加工比较困难，所以锻模的制造周期长、成本高；③模锻设备的投资费用比自由锻大。

锻造的工艺特点
锻造是一种重要的金属加工工艺，其特点如下：
1. 高强度：锻造工艺能够改善金属的晶粒结构，使得其内部组织更加
致密，从而提高了材料的强度和硬度。

2. 可塑性好：在锻造过程中，金属材料受到大量的压力和变形，因此
其可塑性得到了充分发挥。

3. 精度高：锻造工艺可以在较短时间内制作出复杂形状、高精度的零件。

这是由于锻造过程中金属受到较大的压力和变形，从而使得零件
具有较高的精度。

4. 节省材料：由于锻造过程中采用了先进的数控技术和模具设计技术，因此可以减少废料产生，并且节约了原材料成本。

5. 良好的机械性能：经过锻造加工后的零件具有优异的机械性能，比
如抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性等等。

6. 增强表面质量：通过锻造加工后，零件表面会更加光滑，从而增强
了零件的表面质量。

总之，锻造工艺具有高强度、可塑性好、精度高、节省材料、良好的机械性能和增强表面质量等特点。

这些特点使得锻造工艺在制造高精度零件和重要构件方面具有重要的应用价值。

1.体积成形（锻造、热锻）：利用外力，通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形，发生金属材料的转移和分配，从而获得具有一定形状、尺寸和内在质量的毛坯或零件的一种加工方法。

2.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻压设备的上、下砧间直接使坯料成形而获得所需锻件的方法。

特点：1、工具简单，通用性强，操作灵活性大，适合单件和小批锻件，特别是特大型锻件的生产。

2、工具与毛坯部分接触，所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备小得多，适应与锻造大型锻件。

3、锻件精度低，加工余量大，生产效率低，劳动强度大3.模锻：利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。

通过冲击力或压力使毛坯在一定形状和尺寸的锻模模腔内产生塑性模锻特点：(1)锻件形状较复杂，尺寸精度高; (2)切削余量小，材料利用率高，模锻件成本较低；(3)与自由锻相比，操作简单，生产率高；(4) 设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件受到模锻设备吨位的限制，适于小型锻件的成批和大量生产。

变形获得锻件4.锻造工艺流程：备料---加热---模锻---切边、冲孔—热处理—酸洗、清理---校正5.锻造用料：碳素钢和合金钢、铝、镁、铜、钛等及其合金。

材料的原始状态：棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。

6.一般加热方法：可分为燃料（火焰）加热和电加热两大类。

7.钢在加热时的常见缺陷：氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹8.自由锻主要工序：镦粗、拔长、冲孔、扩孔9.使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。

镦粗分类：完全镦粗、端部镦粗、中间镦粗10.镦粗的变形分析：难变形区、大变形区、小变形区11.镦粗工序主要质量问题：①锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织②侧表面易产生纵向或呈45度方向的裂纹③高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲。

防止措施: 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、采用叠镦和套环内镦粗 5、采用反复镦粗拔长的锻造工艺12.使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长13.在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔14.冲孔的质量分析：走样、裂纹、孔冲偏15.减小空心坯料壁厚而增加其内、外径的锻造工序叫扩孔16.采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序称为弯曲17.扭转是将坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序18.按成形方法的不同，模锻工艺可分为开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦四类19.模具形状对金属变形流动的影响：⑴控制锻件的最终形状和尺寸⑵控制金属的流动方向⑶控制塑性变形区⑷提高金属的塑性⑸控制坯料失稳提高成形极限20.开式模锻变形过程：第Ⅰ阶段是由开始模压到金属与模具侧壁接触为止；第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段；金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。

模型锻造的工艺特点
1.热加工加工方法
锻造是一种热加工加工方法，这意味着原材料需要经过加热处理才能形成所需的物理形态。

加热可以增加材料的塑性和可变形性，使之更容易塑形成所需的形态。

2.增加密度和强度
模型锻造可以通过挤压和压缩等方式增加材料的密度和强度。

在锻造过程中，原材料被有针对性地加工形成所需形态，同时也会产生变形和重塑，增加了材料的密度和强度。

3.成形精度高
锻造过程具有非常高的成形精度，因为锻造是一种有针对性的加工方法，可以精确地控制形态和尺寸，相比较其他的加工方法，模型锻造可以做到更高的精度。

4.耐腐蚀性能优良
锻造所形成的材料，其表面平整、工件成形完美、尺寸精度较高，同时内部空隙也很少，这使得它具有更高的耐腐蚀性能，尤其是在制造船舶、化工、压力容器等对耐腐蚀性能要求较高的行业中应用广泛。

5.适用性广泛
锻造工艺适用于各种类型和形状的材料，包括铸造、锻造之后的材料等，还可以通过在锻造过程中利用多种不同的工具和设备来形成所需的物理形态，提高了材料的生产和加工的灵活性和适应性。