合金锻造的方法

铝合金冷金属锻造工艺研究铝合金因具有良好的机械性能和良好的耐腐蚀性，在航空、汽车和轨道交通等领域得到了广泛应用。

而铝合金冷金属锻造是一种成形工艺，它是利用机械力将金属坯件挤压成更细小的截面的方法。

然而，由于铝合金具有良好的延展性和可塑性，所以它部分材料性能很难通过冷金属锻造得以提升。

在研究铝合金冷金属锻造过程中，有两个重要的因素必须考虑到：一、锻造过程中金属的物理变化二、金属材料的组织结构特征物理变化铝合金在冷锻过程中会遭受各种应力变化，主要有轧制变形、挤压变形、平面变形、压扁变形和扭曲变形等因素影响。

不同的变形因素，对金属的性能影响也不同。

材料组织结构材料组织结构是一个决定铝合金性能的重要因素。

铝合金的组织结构特征包括变形组织、再结晶组织和晶粒度等。

变形组织是指金属材料在机械加工或加热条件下，由于受到应力变形和变形能量，变得塑性加强。

再结晶组织是指在冷锻加工中，材料受到高温处理，晶粒再分布和再生长的过程。

铝合金冷金属锻造工艺的研究具有重要意义。

它可以提高铝合金的机械性能和耐腐蚀性。

其中，冷凝成形工艺和共同挤压工艺是目前较为常见的几种铝合金冷金属锻造工艺。

冷凝成形工艺是指用模具将铝合金杆料进行定向压挤，而不需要在较高的温度下加热。

这种工艺可以使材料的晶粒细化，提高铝合金的密度和力学性能。

共同挤压工艺是将两个或更多的材料一起压缩成形。

这种工艺可以将两个或更多种材料的性能进行组合，达到更好的机械性能和耐腐蚀性。

在铝合金冷金属锻造工艺研究中，材料选择对成形质量和性能有很大影响。

目前，大多数研究针对英国标准（BS）的铝合金进行了研究。

这些铝合金包括系列1000、2000、5000、6000和7000。

然而，由于不同的金属组织结构差异很大，所以研究不同成分的铝合金所需的工艺条件也要不同。

总之，铝合金冷金属锻造工艺是一种重要的成形工艺。

在技术上，要注重材料的选择、工艺参数的优化和对物理变化和材料组织结构的理解。

钛合金成型方法钛合金是一种具有优异性能的金属材料，被广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造等领域。

钛合金的成型方法对于其性能和应用起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常用的钛合金成型方法。

一、锻造成型锻造是一种常用的钛合金成型方法，其通过对钛合金进行加热，然后施加压力使其改变形状。

锻造可以分为自由锻造和模锻造两种方式。

自由锻造是将钛合金材料放置在锻模中，通过锤击或压力使其改变形状。

模锻造是将加热后的钛合金放置在预先设计好的模具中，通过模具施加压力，使其得到所需的形状。

锻造成型可以在较高温度下进行，有利于提高钛合金的塑性和成形性能，得到良好的成品。

二、轧制成型轧制是一种常用的钛合金板材成型方法。

通过将加热后的钛合金坯料放置在轧机中，通过辊轧的方式使其改变形状。

轧制成型可以得到具有一定厚度和宽度的钛合金板材，广泛应用于航空航天领域的结构件制造。

轧制成型的优点是可以大批量生产，成本相对较低，但对于板材的厚度和宽度有一定限制。

三、拉伸成型拉伸是一种常用的钛合金线材成型方法。

通过将加热后的钛合金坯料放置在拉伸机中，施加拉力使其变形成线材。

拉伸成型可以得到直径较小且长度较长的钛合金线材，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。

拉伸成型的优点是可以得到高强度的线材，但对于线材的直径和长度也有一定限制。

四、挤压成型挤压是一种常用的钛合金型材成型方法。

通过将加热后的钛合金坯料放置在挤压机中，通过挤压头施加压力使其变形成型材。

挤压成型可以得到具有复杂截面形状的钛合金型材，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

挤压成型的优点是可以得到高精度的型材，但对于型材的尺寸和形状也有一定限制。

钛合金成型方法包括锻造成型、轧制成型、拉伸成型和挤压成型。

不同的成型方法适用于不同的钛合金产品，可以根据实际需求选择合适的成型方法。

钛合金的成型过程需要严格控制温度、压力和速度等参数，以确保最终产品的质量和性能。

随着科技的不断进步，钛合金成型方法也在不断发展，为钛合金材料的应用提供了更多可能性。

一、引言铝合金作为一种重要的轻金属材料，具有优良的物理性能、良好的耐腐蚀性和易于加工成型等特点，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑、电子等行业。

随着我国经济的快速发展，铝合金的需求量逐年增加。

本文将详细介绍铝合金的生产工艺流程，以期为我国铝合金产业的发展提供参考。

二、原材料准备1. 铝土矿开采与加工铝土矿是生产铝合金的主要原料，主要分布在我国南方地区。

铝土矿开采后，需进行洗矿、磨矿、拜耳法等工艺处理，提取氧化铝。

2. 氧化铝加工氧化铝是生产铝合金的核心原料，经过脱硅、脱铁、脱钙等工艺处理，提高氧化铝的纯度。

加工后的氧化铝可作为生产铝合金的原材料。

3. 铝锭生产铝锭是铝合金生产的基础，通过熔融氧化铝、铝锭等原料，在电解槽中电解，生成纯铝锭。

铝锭生产主要采用霍尔-埃鲁法、拜耳法等工艺。

三、铝合金熔炼1. 熔融设备铝合金熔炼主要采用熔融炉，如电阻炉、电弧炉等。

熔融炉具有熔融速度快、温度可控、熔炼质量高等优点。

2. 熔炼工艺（1）配料：根据铝合金的成分要求，将铝锭、氧化铝、添加剂等原料按比例称量。

（2）熔融：将配料放入熔融炉中，通电加热至熔融状态。

（3）精炼：在熔融过程中，加入精炼剂，去除熔体中的杂质，提高铝合金的纯度。

（4）均化：将熔融的铝合金在炉内搅拌，使成分均匀。

四、铸造与轧制铝合金铸造是将熔融的铝合金倒入模具中，冷却凝固成铸锭。

铸造方法主要有金属型铸造、砂型铸造、连续铸造等。

2. 轧制铝合金轧制是将铸锭加热至适当温度，通过轧机进行轧制，得到不同规格的板材、带材、型材等。

轧制工艺主要有冷轧、热轧、冷拔、冷轧等。

五、表面处理1. 清洁处理铝合金表面处理前，需进行清洁处理，去除表面的油污、氧化皮等杂质。

2. 表面处理方法（1）阳极氧化：在铝合金表面形成一层氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

（2）电镀：在铝合金表面镀上一层金属或合金，如镀锌、镀镍、镀铬等，提高其耐腐蚀性和装饰性。

（3）涂装：在铝合金表面涂覆一层涂料，如粉末涂料、油性涂料等，提高其耐腐蚀性和装饰性。

镁合金锻造工艺流程（一）（1）坯料准备镁合金锻造用的原材料有铸锭和挤压毛坯。

为了保证毛坯在锻造时具有较高塑性以及保证成品零件具有必要的力学性能，大多数情况下都采用挤压毛坯。

在锻造大型模锻件时，由于采用大截面的挤压毛坯有困难，才采用铸锭作为锻造毛坯。

目前镁合金铸锭多采用半连续浇注的方法制造。

半连续浇注由于结晶速度高，铸锭的结晶组织比较均匀，柱状晶区域不大，铸锭中化学成分均匀，氧化膜和夹杂少。

此外，铸锭的补缩条件好，中心没有疏松，因此沿整个橫截面都具有较高的塑性。

镁合金铸锭宏观组织的均匀程度还与合金中所含合金元素种类和含量有关，例如，镁锰系合金（MB1 MB8）在铸锭结晶时，形成柱状晶和粗大结晶组织的倾向性较大，对MG-CE系合金（MB14）而言，CE和MG形成高熔点的金属间化合物MG9CE，细小分散的MG9CE质点可作为结晶时的核心而细化晶粒，并在晶界上起着阻碍柱状晶长大的作用，从而柱状晶区域不大且结晶组织均匀。

镁合金中所含的氯化物，氧化物和氮化物等非金属夹杂，会使金属完整性受到局部破坏，降低合金的塑性，并在半成品锻件和模锻件中形成缺陷，另外，镁合金具有吸氢特性，在熔炼和浇注时，镁合金中有大量溶解的氢气随着铸锭缓慢冷却而析出，导致铸锭内形成气泡，大大降低合金的力学性能，特别是伸长率和断面收缩率，因此，为了保证镁合金铸锭的质量，除了用半连续浇注的方法外，还必须严格控制熔炼和浇注条件。

镁合金挤压坯料的各向异性较铝合金的严重，为了获得力学性能均匀的锻件，应尽可能减少挤压坯料力学性能各向异性，并在锻造过程中采用“十字”锻造法，使毛坯交替地进行镦粗和拔长，调整毛坯中的晶体取向，使各个方向力学性能均匀。

镁合金下料可在圆盘锯或车床上进行，而不宜采用剪床下料，以防在切口处形成裂纹，除了MB2 MB15外，一般不推荐在热态下剁切，铸锭在锻造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，以防在锻造中开裂，MB15挤压棒中常有粗晶环，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，以防爆炸。

铜合金锻造流程（作者单位：1.沈阳万恒锻造有限公司；2.沈阳市汽车工程学校）◎高杰1王本昊2铜及其合金是人类最早使用的金属材料。

早在4000年以前，我国就有黄铜和青铜的生产。

由夏代开始进入“青铜时代”，至商、周时代青铜的配置、铸造和锻造技术已相当成熟，铜及其合金制品已广泛用于生产工具、兵器、礼品和生活用具等领域。

在铜中加入锌、锡、铅、镍、锰等元素，形成铜合金，以锌作为添加元素的铜合金称为黄铜，以锡等作为主要添加元素的铜合金称为青铜。

一、坯料的准备铜合金锻造用的原材料主要有铸锭和挤压棒材两种。

铸锭作为大型锻件的坯料之用，铸锭于锻前要进行均匀化退火，以改善塑性。

铸锭表面若有缺陷，应打磨干净或表面经扒皮后再进行锻造。

铸锭若作为模锻毛坯，经适当制坯后可直接进行模锻，而不必像铝、镁合金那样，要经过自由锻反鐓复拔后才用于模锻。

因为铜合金的塑性较高，金相组织不像铝、镁合金那样复杂。

挤压棒材适用于中小型模锻件或自由锻件。

为了消除挤压棒材内部的残余应力，防止裂纹的产生，挤压变形后的棒材，必须及时进行退火。

铜合金多用圆盘锯下料，对产品质量要求高的铜合金毛坯，可直接在车床上下料，端面倒角，要消除表面缺陷。

二、锻前加热铜合金最好采用电加热，也可以用火焰炉加热。

在电阻炉内加热铜合金时用热电偶控制炉温是比较准确的，而在火焰炉内加热时，炉温测量误差较大。

铜合金的加热温度比钢的加热温度低，而用煤气及重油加热炉因为需调整喷嘴在很小的燃烧功率下进行低温燃烧，较难保证做到燃烧稳定，故最好采用低温烧嘴燃烧。

对比之下，燃煤加热炉却有一定优越性。

当高温燃煤加热炉需要加热铜合金时，只要把煤量和风量减少就能保持一种所谓“文火”，燃煤加热炉不像油炉那样因燃烧过程不稳定而迅速降温。

加热炉的炉气成分最好呈中性，但在普通火焰炉中很难获得中性气氛，往往是呈微氧化或微还原气氛。

对于在高温下极易氧化的一切高铜合金，如无氧铜、低锌黄铜、锡青铜、白铜等，一般应在还原气氛中加热。

锻造工艺方式方法锻造是一种通过加热金属材料后进行塑性变形的工艺，其目的是获得所需的形状和尺寸，并提高材料的机械性能。

在锻造过程中，金属材料通常会被加热至其塑性温度以上，然后施加外力来改变其形状。

锻造工艺方式和方法主要包括锤击锻造、压力锻造、转矩锻造和挤压锻造等。

锤击锻造是一种传统的锻造工艺，它利用锻锤对金属材料进行变形。

在锤击锻造中，金属材料被加热至适当温度后，放置在锻锤工作台上，锻锤将其重复击打以改变其形状。

这种方式适用于制造较大、较重的金属零件，如汽车发动机曲轴。

压力锻造是一种利用机械压力对金属材料进行塑性变形的工艺。

它通常使用液压机或机械压力机，将金属材料放置在工作台上，施加压力来改变其形状。

压力锻造可以用于制造各种形状和尺寸的金属零件，如齿轮、连杆等。

转矩锻造是一种应用于锻造大型轴类零件的方法。

它是通过将金属材料夹持在一对旋转的杆件之间，然后施加扭矩来使其塑性变形。

这种方式可以制造出大直径的轴类零件，如风电机组主轴。

挤压锻造是一种在两个模具之间通过压力使金属材料挤压成为所需形状的工艺。

这种方式适用于制造复杂形状的零件，如铁路轨枕等。

在锻造过程中，还可以使用不同的锻造技术，如冷锻、热锻和等温锻造。

冷锻是在室温下进行的锻造，适用于低碳钢和合金钢等强韧性较好的材料。

热锻是在高温下进行的锻造，可以增强金属材料的塑性，适用于锻造高碳钢和不锈钢等材料。

等温锻造是在材料到达准确的温度后进行的锻造，以确保材料在整个锻造过程中保持稳定的温度。

总而言之，锻造工艺方式和方法根据金属材料的要求和所需零件的形状尺寸的不同而选择，通过锤击、压力、转矩和挤压等方式塑性变形金属材料，从而制造出高强度、高精度的金属零件。