锻造知识大汇总
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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、工具与毛坯局部接触,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,模锻件本钱较低; (3)与自由锻相比,操作简单,生产率高;(4) 设备投资大,锻模本钱高,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、下端常保存铸态组织②侧外表易产生纵向或呈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.扭转是将坯料的一局部相对于另一局部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阶段是由开场模压到金属与模具侧壁接触为止;第Ⅰ阶段完毕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。
有色金属及合金产品牌号的命名,规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号,表示其所属大类,如用L 或Al 表示铝,T 或Cu 表示铜。
主题词以后,用成分数字顺序结合产品类别来表示。
即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成分,如LF 为防锈铝合金;LD 为锻造用的铝合金;L Y 为硬的铝合金,这三种合金的主题词是L (铝合金)。
犹如QSn 为青铜中主要的添加元素为Sn 的一类;QAl9-4为青铜中含有铝,成分中添加元素铝为9%,其他添加元素为4%,这两种合金的主题词是Q (青铜)。
有色金属及和如今产品的状态、加工方法、特征代号,采用规定的汉语拼音字母表示。
如热加工的R ,淬火的C ,不包铝的B ,细颗粒的X 等。
但也有少数例外,如优质表面O 等(形象化表示完美无缺)。
在锻造过程中,由于各个锻件以及锻件各部分的变形程度、终端温度和冷却速度的不一致,特别是未经锻后炉中冷却的锻件,内部除保留有锻后残余应力外,还会产生温度应力、组织不均匀、硬化等不良现象,严重地影响锻件的质量。
如果对锻件采用锻后热处理方法,便可以改变这些不良影响,达到提高锻件质量的目的。
通常把锻件在切削加工之前进行的热处理叫做最终热处理。
预先热处理的目的是改善锻件的加工性能,对于不进行最终热处理的锻件,其目的是改善零件的使用性能。
为达到上述目的,就必须通过热处理的各种工艺方法来消除锻件中的残余应力、温度应力,或为零件的最终热处理消除内应力,消除硬化,以利于锻件的切削加工;均匀组织,细化晶粒,提高锻件的力学性能,并为最终热处理做好组织准备。
锻件热处理的常用的工艺有以下几种。
1退火 按照加热温度的不同,锻件的退火可分为完全退火和不完全退火两种类型。
调质处理的目的是使锻件获得既有一定强度、硬度,又有良好冲击韧性的综合力学性能,以达到零件的使用性能的要求。
由此可知,调质处理属于最终热处理。
进行调质处理的零件,大部分是锻后经过预先热处理和粗加工的零件,特别是大型锻件,更是如此这是由于形状复杂、截面尺寸大的锻件,其锻后的残余应力大,表米奇安缺陷多,直接进行淬火容易产生变形和淬火裂纹,而且不经过预先粗加工还会影响淬透层的深度。
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。
锻造基础知识讲座(一)锻造的基本概念。
锻造是锻压工艺的一部分,锻压包括锻造和冲压两部分。
锻造的根本目的:是获得所需形状和尺寸,同时要求其性能和组织符合一定的技术要求的毛坯。
锻造按温度来分有:热锻、温锻和冷锻。
不同的锻造温度对锻件的组织和性能的影响也是不同的。
下面介绍的内容主要是热锻部分知识。
锻造分自由锻和模锻两部分。
自由锻是自由锻造的简称,自由锻包括胎模锻,适用于单件小批生产。
模锻适用于批量生产和大批量生产,如汽车制造行业。
自由锻和模锻是锻造工艺的主要支柱。
发达国家的模锻件占锻件总重量的70%以上;我国在50年代模锻件占锻件总重量不到20%,现在有进步,但模锻件总重乃比自由锻件少。
自由锻又分手工锻和机器锻。
手工锻在现在工厂用得很少,只在工具修理部门有,农村的铁匠炉基本上还是用手工锻。
机器锻又分锤上自由锻和水压机上自由锻,前者用来生产大、中、小锻件;后者用来生产大型和特大型锻件。
自由锻特点:1.所用工具简单,通用性强,灵活性大。
2.靠工人的手工操作来控制锻件的形状和尺寸,因此,锻件的精度差,工人的劳动强度大,生产率低。
锻件的主要缺陷有:1.裂纹:有横向、纵向裂纹及其它各种裂纹。
2.过烧。
3.白点(锻件内部银白色、灰白色圆形的裂纹)4.折叠。
5.疏松、非金属夹杂物。
6.机械性能达不到要求(锻比不够)。
7.弯曲、变形。
产生以上缺陷的原因很多,有铸锭缺陷引起的,有锻造加热不当引起的,有锻造本身的原因,也有锻后冷却和热处理不当引起的。
总之,原因很多。
所以当锻件的缺陷发现后,需要综合起来进行分析,并要掌握在不同情况下产生缺陷的不同特征,以便具体问题进行具体分析。
(二)锻造设备简介。
1.自由锻设备:有锻锤和水压机两类。
(1)锻锤有:简易锻锤---夹板(杆)锤:最大吨位1~2吨。
弹簧锤:最大吨位100公斤左右。
钢丝锤:最大吨位3吨。
如我厂的3 吨落锤。
空气锤:规格有:40、65、75、150、250、400、560、750、1000公斤等。
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。
钛合金锻造知识钛合金是一种轻量化、高强度、耐腐蚀的金属材料,广泛应用于航空航天、生物医学、汽车和化工等领域。
钛合金锻造是通过加热和塑性变形的方式将钛合金加工成所需形状和尺寸的零件,为了获得优质的钛合金锻件,我们需要掌握以下关于钛合金锻造的知识。
1. 钛合金锻造的优点钛合金锻造具有以下优点:•高强度和优异的耐腐蚀性能•低密度,轻量化设计•良好的热导性和导电性•良好的可塑性,易于加工因此,钛合金锻造在航天航空、船舶、医疗和军事等领域中得到广泛应用。
2. 钛合金锻造的工艺钛合金锻造的工艺主要包括以下几个步骤:2.1 钛合金预热在钛合金锻造过程中,预热是一个重要的步骤。
通过对钛合金材料进行适当的预热,可以提高其塑性和变形能力,减少断裂和裂纹的产生。
2.2 钛合金加热钛合金的加热温度通常在其熔点以上50°C左右进行。
适当的加热温度可以使钛合金变得柔软,易于变形。
2.3 钛合金锻造钛合金锻造主要包括冷锻和热锻两种方式。
•冷锻:在常温下进行的钛合金锻造。
冷锻可以提高钛合金的强度和硬度,但对于复杂形状的零件来说,冷锻的工艺性较差。
•热锻:在高温下进行的钛合金锻造。
热锻可以获得更好的塑性,适用于复杂形状和大尺寸的钛合金零件的加工。
2.4 钛合金热处理钛合金锻造后通常需要进行热处理,以消除内部应力,提高材料的强度和耐腐蚀性能。
2.5 钛合金表面处理钛合金锻件在加工后需要进行表面处理,包括除氧化皮、打磨抛光和防腐蚀等步骤,以提高表面质量和延长使用寿命。
3. 钛合金锻造的注意事项在进行钛合金锻造时,需要注意以下事项:•测量和控制材料的温度,避免温度过高或过低导致材料性能下降或变形。
•控制锻造速度和压力,避免过快或过慢引起裂纹或变形。
•使用合适的模具和预热设备,以确保材料的均匀加热和塑性变形。
•进行适当的热处理和表面处理,以提高材料的性能和外观质量。
•遵守相关的安全生产规范,防范火灾和爆炸等事故。
结论钛合金锻造是一种重要的制造工艺,可以为各行业提供高性能和高质量的零件和部件。
锻造知识大汇总
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。
1.变形温度
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,在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻,温锻和冷锻主要
用于汽车、通用机械等零件的锻造,温锻和冷锻可以有效的节材。
2.锻造类别
上面提到,根据锻造温度,可以分为热锻、温锻和冷锻。
根据成形机理,锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
1)自由锻。指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生
变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。 采用自由锻方法生产的锻件称为 自由锻件。自
由锻都是以生产批量不大的锻件为主,采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工,获得合格锻件。
自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。
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,
模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来
发展方向,也代表了锻造技术水平的高低。
按照材料分,模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义,就是材料分别是
碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。
挤压应归属于模锻,可以分为重金属挤压和轻金属挤压。
闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺,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。
3)碾环。碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件,也用来生产汽车轮毂、火车车轮等
轮形零件。
4)特种锻造。特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式,这些方式都比较适用于
生产某些特殊形状的零件。例如,辊锻可以作为有效的预成形工艺,大幅降低后续的成形压力;楔横轧可以
生产钢球、传动轴等零件;径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。
5)锻模
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。
锻造设备的模具运动与自由度是不一致的,根据下死点变形限制特点,锻造设备可分为下述四种形式:
限制锻造力形式:油压直接驱动滑块的油压机。
准冲程限制方式:油压驱动曲柄连杆机构的油压机。
冲程限制方式:曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。
能量限制方式:利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。
为了获得高的精度应注意防止下死点处过载,控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精
度和锻模寿命有影响。另外,为了保持精度,还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度,调整下死点和利用补
助传动装置等措施。
还有滑块垂直和水平运动(用于细长件的锻造、润滑冷却和高速生产的零件锻造)方式之分,利用补偿装
置可以增加其它方向的运动。上述方式不同,所需的锻造力、工序、材料的利用率、产量、尺寸公差和润滑
冷却方式都不一样,这些因素也是影响自动化水平的因素。
3.锻造用材
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。 金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地
选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产
品质量、降低成本有很大关系。
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。粉末锻件内部组织均匀,没有偏析,
可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格,在生产中的应用受到一定限制。
对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获
得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形
的复杂薄壁件。
锻造用料除了通常的材料,如各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外,铁
基高温合金,镍基高温合金,钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成,只是这些合金由于其塑
性区相对较窄,所以锻造难度会相对较大,不同材料的加热温度,开锻温度与终锻温度都有严格的要求。
4.工艺流程
不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊
锻备坯;模锻成形;切边;冲孔;矫正;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻
造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,
重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
5.锻件特点
与铸件相比,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。
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采用精密模锻、
冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的
锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使
用铁锤或压力来实现。锻件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中,
一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液
态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,
所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。