锻造工艺学179457.ppt

 第一章 绪 论 什么是锻造？——金属塑性加工方法之一 锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力，使金属材料在不分离条件下产生塑性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。为了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此锻造也祢为热锻。 锻造是一种通过模具和工具利用压力使工件成型的工艺方法，它是最古老的金属加工方法之一，可以追溯到公元前4000年——甚至8000年。 锻造生产广泛应用于机械、冶金、造船、航空、航天、兵器以及其它许多工业部门。 航空航天 武器装备 交通运输齿轮曲轴连杆 1．任务：解决锻件的成形及其内部组织性能的控制，以获得所需形状、尺寸和质量的锻件。 2．目的：锻造的根本目的是利用外加载荷（冲击载荷或静载荷）通过锻压设备或模具使金属毛坯产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，同时使锻件机械性能和内部组织符合一定的技术的要求。 实质：锻造工艺的实质是如何利用金属的塑性使金属毛坯改变形状和性能而成为合格锻件的加工过程。 一、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用 （一）锻造生产的优点和缺点 1．优点：优质、高产、低消耗、灵活。1) 优质 指可以改善金属组织性能。金属零件的传统生产过程是：冶炼─制坯─切削加工─热处理制坯有三条途径：铸造毛坯、轧制型材、锻造毛坯。 铸造毛坯的组织性能差，只适用于性能要求低的零、部件 锻造：纤维组织－－变形后的杂质仍具有方向性，呈现纤维状条纹锻造流线－－变形后杂质的纤维分布，使组织、 性能呈方向性 2) 高产指机械化生产，生产率高二、三百件/小时，现在更高了，一百多件/分，1.2万件/小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高了生产率，可比切削加工减少2~3万工人，少用15000台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度不同而已。 今天，锻造生产率提高，其锻件精度也愈来愈高，可以达到甚至超过机械加工的一般精度水平，如各种冷温挤压标准件、精锻齿轮、精锻叶片、精锻轴类件等。 3) 低消耗指少、无切削，省工省料。 4) 灵活指锻造可以锻制形状简单的锻件（如模块、齿轮坯等），也可锻制形状复杂、不需或只需少量切削加工的精密锻件（如曲轴、精锻齿轮等） 锻件的重量小的不到1公斤大的可达几百吨 单件小批量生产大批量生产。 2．缺点：1)模具成本高，加工周期长。2)受锻造设备吨位的限制。 （二）锻造业的地位 锻造在工业生产中占有举足轻重的地位。 锻造生产能力及其工艺水平，对一个国家的工业、农业、国防和科学技术的影响，难以估量。 锻造生产的能力在一定程度上标志着一个国家的工业水平。 二、锻件生产的分类及其工艺流程 根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特种锻造。 1．自由锻造 把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。 一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。手工锻造 自由锻 机械（锤上自由锻和水压机上自由锻） 自由锻造主要用于锻制钢锭和形状简单、粗糙度要求较低、加工余量较大的锻件生产。 使用的是形状简单的通用工具，灵活性大，生产准备周期短，所以使用范围广。 锻件力学性能和表面质量受操作工人的影响较大，不易保证，生产效率低。自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称胎模锻。胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎模终锻成形（形状简单的锻件可直接把坯料放入胎模内成形），这种锻造方法称为胎模锻造。 2．模锻 把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的模具内进行锻造的方法称为模锻。 由于模具型槽限制金属的变形，而获得与型槽形状一致的锻件。 根据变形特点，分为开式模锻和闭式模锻。 根据设备结构特性和工艺特性的不同，分为锤上模锻（自由锻锤上模锻、高速锤上模锻）、摩擦压力机上模锻、热模锻压力机上模锻、液压机上模锻、平锻机上模锻、专用锻压机上模锻等。 模锻适用于形状复杂，尺寸精度较高，加工余量小，批量生产的中、小型锻件。 形状和尺寸靠模具保证，人为影响因素小。 精密锻件的成形也要通过模锻来实现。 3．特种锻造 即在专用锻压设备上或在特殊模具型槽内使坯料成形的一种特殊锻造工艺。 一般锻造方法很难达到要求时，可用特种锻造工艺。 如精密模锻，温热挤压，辊锻，电镦，摆动辗压，粉末锻造，液态模锻，等温模锻和超塑性模锻等。 锻造工艺流程是指生产一个锻件所经过的锻造生产过程。 以模锻为例，其锻造工艺流程是： 备料－－加热－－模锻－－切边、冲孔－－热处理－－酸洗、清理－－校正。 一般来说，一种锻件选用哪一种锻造方法生产，与形状、尺寸、技术要求和生产批量大小等很多因素有关。 通常，单件、小批量生产自由锻方法大批量模锻方法 生产