鍛造基礎(chǔ)知識(shí)大匯集

1、文檔編碼 : CX1K4B4R1H9 HC9W10X4Y3X7 ZB10B4G4J4O7鍛 造 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 大 匯 集, 留 著 都 能 升 值forming1950 用心鍛造、沖壓、鈑金成形行業(yè),匯聚作者與讀者、用戶與裝配商、行業(yè)與市場(chǎng)最新動(dòng)態(tài),通過(guò)行業(yè)市場(chǎng)類、技術(shù)交互類、技術(shù)文章類題材為鍛壓行業(yè)打造一流的溝通學(xué)習(xí)、技術(shù)傳播、信息服務(wù)平臺(tái)； 鍛造工藝 Forging Process 是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有確定機(jī)械性能、確定形狀和尺寸鍛件的加工方法,鍛壓（鍛造與沖壓）的兩大組成部分之一；變形溫度鋼的開(kāi)頭再結(jié)晶溫度約為727,但普遍接受 800 作為

2、劃分線, 高于 800 的是熱鍛；在 300800 之間稱為溫鍛或半熱鍛；坯料依據(jù)坯料的移動(dòng)方式, 鍛造可分為自由鍛、 鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、 閉式鐓鍛；1、自由鍛；利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵（砧塊）間產(chǎn)生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機(jī)械鍛造兩種；2、模鍛；模鍛又分為開(kāi)式模鍛和閉式模鍛金屬坯料在具有確定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件,又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等；3、 閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒(méi)有飛邊,材料的利用率就高；用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工；由于沒(méi)有飛邊, 鍛件的受力面積就削減, 所需要的荷載也削減； 但是,應(yīng)留意不能使坯料完全受到限

3、制,為此要嚴(yán)格把握坯料的體積,把握鍛模的相對(duì)位置和對(duì)鍛件進(jìn)行測(cè)量,努力削減鍛模的磨損；鍛模依據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式,鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式；擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工；為了提高材料的利用率,輥鍛和橫軋可用作細(xì)長(zhǎng)材料的前道工序加工； 與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的,它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比,鍛造力較小情形下也可實(shí)現(xiàn)形成；包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式,加工時(shí)材料從模具面鄰近向自由表面擴(kuò)展,因此,很難保證精度,所以,將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用運(yùn)算機(jī)把握,就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品 ,例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件； 鍛造設(shè)備的模具

4、運(yùn)動(dòng)與自由度是不一樣的,依據(jù)下死點(diǎn)變形 限制特點(diǎn),鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：1、限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī)；2、準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)；3、沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)；4、能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)；重型航空模鍛液壓機(jī)進(jìn)行熱試為了獲得高的精度應(yīng)留意防止下死點(diǎn)處過(guò)載,把握速度和模具位置； 由于這些都會(huì)對(duì)鍛件公差、 形狀精度和鍛模壽命有影響；另外,為了保持精 度,仍應(yīng)留意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度,調(diào)整下死點(diǎn)和利用補(bǔ)助傳動(dòng)裝置等措施；滑塊仍有滑塊垂直和水平運(yùn)動(dòng)用于瘦長(zhǎng)件的鍛造、 潤(rùn)滑冷卻和高速生產(chǎn)的零件鍛造方式之分

5、,利用補(bǔ)償裝置可順當(dāng)鍛造出首個(gè)大型盤(pán)類件產(chǎn)品以增加其它方向的運(yùn)動(dòng)；上述方式不同, 所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產(chǎn)量、尺寸公差和潤(rùn)滑冷卻方式都不一樣,這些因素也是影響 自動(dòng)化水平的因素；重要性 鍛造生產(chǎn)是機(jī)械制造工業(yè)中供應(yīng)機(jī)械零件毛坯的主要加工方法之一；通過(guò)鍛造,不僅 可以得到機(jī)械零件的形狀,而且能改善金屬內(nèi)部組織,提高金屬的機(jī)械性能和物理性能；一般對(duì)受力大、要求高的重要機(jī)械零件,大多接受鍛造生產(chǎn)方法制造；如汽輪發(fā)電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、護(hù)環(huán)、大型水壓機(jī)立柱、高壓缸、軋鋼機(jī)軋輥、內(nèi)燃機(jī)曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國(guó)防工業(yè)方面的火炮等重要零件,均接受鍛造生產(chǎn)；因此,鍛造生產(chǎn)廣泛的應(yīng)用于冶金

6、、礦山、汽車、拖拉機(jī)、收成機(jī)械、石油、化工、航空、航天、兵器等工業(yè)部門(mén),就是在日常生活中,鍛造生產(chǎn)亦具有重要位置；從某種意義上說(shuō),鍛件的年產(chǎn)量, 模鍛件在鍛件總產(chǎn)量中所占的比例,等指標(biāo),在確定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平；鍛造用材以及鍛造設(shè)備大小和擁有量鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金；材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬；金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比； 正確地選擇鍛造比、 合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、 合理的始 鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系；一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒

7、料作為坯料；棒料的晶粒組織和機(jī)械性能均勻、良好,形狀和尺寸精確,表面質(zhì)量好, 便于組織批量生產(chǎn)；只要合理把握加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件；鑄錠僅用于大型鍛件； 鑄錠是鑄態(tài)組織,有較大的柱狀晶和疏松的中心；因此必需通過(guò)大的塑性變形,將柱狀晶破裂為細(xì)晶粒,將疏松壓實(shí),才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機(jī)械性能；經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯,在熱態(tài)下經(jīng)無(wú)飛邊模鍛可制成粉末鍛件；鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度, 具有良好的機(jī)械性能, 并且精度高,可削減后續(xù)的切削加工；粉末鍛件內(nèi)部組織均勻, 沒(méi)有偏析, 可用于制造小型齒輪等工件； 但粉末的價(jià)格遠(yuǎn)高于一般棒材的價(jià)格, 在生產(chǎn)中的應(yīng)

8、用受到確定限制；對(duì)澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、 結(jié)晶、流淌、塑性變形和成形, 就可獲得所需形狀和性能的模鍛件；液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法,件；特殊適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁鍛造用料除了通常的材料,如各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等 及其合金之外, 鐵基高溫合金, 鎳基高溫合金, 鈷基高溫合金的變形合金也接受鍛造或軋制方式完成, 只是這些合金由于其塑性區(qū)相對(duì)較窄,的加熱溫度,開(kāi)鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求；工藝流程所以鍛造難度會(huì)相對(duì)較大, 不同材料不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程最長(zhǎng),一般次序?yàn)椋?鍛坯下料；鍛坯加

9、熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；矯正；中間檢驗(yàn),檢驗(yàn)鍛件的尺寸和 表面缺陷；鍛件熱處理,用以排除鍛造應(yīng)力,改善金屬切削性能；清理,主要是去除表面 氧化皮；矯正；檢查,一般鍛件要經(jīng)過(guò)外觀和硬度檢查, 重要鍛件仍要經(jīng)過(guò)化學(xué)成分分析、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力等檢驗(yàn)和無(wú)損探傷；鍛件特點(diǎn) 與鑄件相比, 金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能；鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造 方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶,使原先的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^ 細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織, 使鋼錠內(nèi)原有的偏析、 疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合,其組織變得更加緊密, 提高了金屬的塑性和力學(xué)性能； 鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件

10、力學(xué)性能； 此外,鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性,使鍛件的纖維組織與鍛件形狀保持一樣,金屬流線完整,可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命接受精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件, 都是鑄件所無(wú)法比擬的鍛件是金屬被施加壓力,通過(guò)塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件；這種力氣典型的通過(guò)使用鐵錘或壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)；鑄件過(guò)程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu),并改進(jìn)了金屬的物理屬性； 在零部件的現(xiàn)實(shí)使用中,一個(gè)正確的設(shè)計(jì)能使顆粒流在主壓力的方向；鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件,即把冶煉好的液態(tài)金屬,用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先預(yù)備好的鑄 型中,冷卻后經(jīng)落砂、清理和后處理等,所得到的

11、具有確定形狀,尺寸和性能的物件；留意事項(xiàng) 鍛造過(guò)程應(yīng)留意的地方 1.鍛造加工過(guò)程包括：將材料切割成所需尺寸、加熱、鍛造、熱處理、清理和檢驗(yàn)；在小型人工鍛造中, 全部這些操作都由數(shù)名鍛工上手和下手在狹小場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行；他們都暴 露于相同的有害環(huán)境和職業(yè)性危害中；在大型鍛造車間,危害隨工作崗位的不同而各異；工作條件 盡管工作條件因鍛造形式不同而各異,但具有某些共同特點(diǎn)：中等強(qiáng)度的體力 勞動(dòng),干熱的小氣候環(huán)境,產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),空氣受煙霧污染；2.工人們同時(shí)暴露于高溫空氣和熱輻射下,導(dǎo)致熱量在體內(nèi)積存, 熱量加上代謝的熱量,會(huì)造成散熱失調(diào)和病理變化；8 小時(shí)勞動(dòng)的排汗量將隨小氣體環(huán)境、體力消耗以及熱適應(yīng)性

12、程度的不同而異一般在 5 升之間,或甚至更高； 在較小鍛造車間或離熱源較遠(yuǎn)處,貝哈二氏熱應(yīng)激指數(shù)通常為 5595 ；但在大型鍛造車間,靠近加熱爐或落錘機(jī)的工作點(diǎn)可能高達(dá) 150190 ；易引起缺鹽和熱痙攣；在冰冷季節(jié),暴露于小氣候環(huán)境的變化中可能在確定程度上促進(jìn)其適應(yīng)性,但快速而過(guò)于頻繁的變化,可能構(gòu)成對(duì)健康的危害；大氣污染 :作場(chǎng)所的空氣中可能含有煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫,或者仍含有丙烯醛, 其濃度取決于加熱爐燃料的種類和所含雜質(zhì),以及燃燒效率、 氣流和通風(fēng)狀況；噪聲和振動(dòng) :型鍛錘必定會(huì)產(chǎn)生低頻率噪聲和振動(dòng),但也可能有確定的高頻成分,其 聲壓級(jí)在 95115 分貝之間；工作人員暴

13、露于鍛造振動(dòng)中, 可能造成氣質(zhì)性和功能性失調(diào),會(huì)降低工作才能和影響安全；危險(xiǎn)因素 鍛造生產(chǎn)危險(xiǎn)因素及主要緣由 一、在鍛造生產(chǎn)中,易發(fā)生的外傷事故,按其緣由可分為三種：機(jī)械傷 工具或工 電觸傷；件直接造成的刮傷、碰傷；燙傷；二、從安全技術(shù)勞動(dòng)愛(ài)惜的角度來(lái)看,鍛造車間的特點(diǎn)是：1 鍛造生產(chǎn)是在金屬灼熱的狀態(tài)下進(jìn)行的（如低碳鋼鍛造溫度范疇在 1250750 之間）,由于有大量的手工勞動(dòng),稍不當(dāng)心就可能發(fā)生灼傷；（鍛 2 鍛造車間里的加熱爐和灼熱的鋼錠、毛坯及鍛件不斷地發(fā)散出大量的輻射熱 件在鍛壓終了時(shí),仍然具有相當(dāng)高的溫度）,工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害；3 鍛造車間的加熱爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵排入車

14、間的空氣中,不但影響衛(wèi)生,仍降低了車間內(nèi)的能見(jiàn)度 （對(duì)于燃燒固體燃料的加熱爐,情形就更為嚴(yán)肅）,因而也可能 會(huì)引起工傷事故；4 鍛造生產(chǎn)所使用的設(shè)備如空氣錘、蒸汽錘、摩擦壓力機(jī)等,工作時(shí)發(fā)出的都是 沖擊力；設(shè)備在承擔(dān)這種沖擊載荷時(shí),本身簡(jiǎn)潔突然損壞（如鍛錘活塞桿的突然折斷）,而造成嚴(yán)肅的損害事故；壓力機(jī)（如水壓機(jī)、曲柄熱模鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)、精壓機(jī)）剪床等,在工作時(shí),沖擊性雖然較小, 但設(shè)備的突然損壞等情形也時(shí)有發(fā)生,工傷事故；操作者往往猝不及防, 也有可能導(dǎo)致5 鍛造設(shè)備在工作中的作用力是很大的,如曲柄壓力機(jī)、拉伸鍛壓機(jī)和水壓機(jī)這 類鍛壓設(shè)備, 它們的工作條件雖較平穩(wěn), 但其工作部件所發(fā)生的力

15、氣卻是很大的,如我國(guó)已制造和使用了 12022t 的鍛造水壓機(jī)；就是常見(jiàn)的100150t 的壓力機(jī),所發(fā)出的力氣已是夠大的了；假如模子安裝或操作時(shí)稍有不正確, 大部分的作用力就不是作用在工件上,而是作用在模子、 工具或設(shè)備本身的部件上了； 這樣,某種安裝調(diào)整上的錯(cuò)誤或工具操作 的不當(dāng),就可能引起機(jī)件的損壞以及其他嚴(yán)肅的設(shè)備或人身事故；6 鍛工的工具和幫忙工具,特殊是手鍛和自由鍛的工具、夾鉗等名目繁多,這些 工具都是一起放在工作地點(diǎn)的；在工作中,工具的更換特殊頻繁,存放往往又是雜亂的,這就必定增加對(duì)這些工具檢查的困難,當(dāng)鍛造中需用某一工具而經(jīng)常又不能快速找到時(shí),有時(shí)會(huì) “湊合 ”使用類似的工具,

16、為此往往會(huì)造成工傷事故；7 由于鍛造車間設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的噪聲和震動(dòng),使工作地點(diǎn)嘈雜不堪入耳,影 響人的聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng),分散了留意力,因而增加了發(fā)生事故的可能性；三、 鍛造車間工傷事故的緣由分析1 需要防護(hù)的地區(qū)、設(shè)備缺乏防護(hù)裝置和安全裝置；2 設(shè)備上的防護(hù)裝置不完善,或未使用；3 生產(chǎn)設(shè)備本身有缺陷或毛病；4 設(shè)備或工具損壞及工作條件不適當(dāng)；5 鍛模和鐵砧有毛??；6 工作場(chǎng)地組織和治理上的紛亂；7 工藝操作方法及修理的幫忙工作做得不適當(dāng)；8 個(gè)人防護(hù)用具如防護(hù)眼鏡有毛病,工作服和工作鞋不符合工作條件；9 幾個(gè)人共同進(jìn)行一項(xiàng)作業(yè)時(shí),相互協(xié)作不和諧；10 缺乏技術(shù)訓(xùn)練和安全學(xué)問(wèn),以致接受了不正確

17、的步驟和方法；水平分析 中國(guó)鍛造行業(yè)是在引進(jìn)、 消化、吸取國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)展起來(lái)的,經(jīng)過(guò)多年的技術(shù) 進(jìn)展與改造,行業(yè)中領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)水平,包括工藝設(shè)計(jì)、鍛造技術(shù)、熱處理技術(shù)、機(jī)加 工技術(shù)、產(chǎn)品檢測(cè)等方面均有了較大提高；（1）工藝設(shè)計(jì) 先進(jìn)廠家普遍接受了熱加工運(yùn)算機(jī)模擬技術(shù)、運(yùn)算機(jī)幫忙工藝設(shè)計(jì)以及虛技術(shù),提 高了工藝設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品制造才能；引入并應(yīng)用 DATAFOR 、GEMARC/AUTOFORGE 、DEFORM 、LARSTRAN/SHAPE 工的過(guò)程把握；（2）鍛造技術(shù)和 THERMOCAL 等模擬程序,實(shí)現(xiàn)運(yùn)算機(jī)設(shè)計(jì)和熱加40MN 及以上的水壓機(jī)多數(shù)配備了主鍛造操作機(jī)和的幫忙操作機(jī),接受運(yùn)算機(jī)把握,實(shí)現(xiàn)了鍛件鍛造過(guò)程的綜合把握,使鍛造精度可把握在相當(dāng)數(shù)量的操作機(jī)3mm ,鍛件的在線測(cè)量接受激光尺寸測(cè)量裝置；（3）熱處理技術(shù)重點(diǎn)在于提高產(chǎn)品質(zhì)量、 提高熱處理效率以及節(jié)約能源、愛(ài)惜環(huán)境等； 如接受運(yùn)算機(jī)把握加熱爐和熱處理爐的加熱過(guò)程,把握燒嘴實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)劑燃燒、 調(diào)劑爐溫、 自動(dòng)點(diǎn)火及加熱參數(shù)治理； 余熱利用、 熱處理爐配備再生燃燒室等； 接受具有低污染才能和能夠有效把握冷卻的聚合物淬火油槽,各種水性淬火介質(zhì)逐步取代傳統(tǒng)的淬火油等；（4）機(jī)加工技術(shù)行業(yè)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的比例逐步提高,部分行業(yè)內(nèi)企業(yè)設(shè)有加工中