工程材料第四章锻造.ppt

* * * 第四章 锻造 概述 对金属材料施加外力，使之产生塑性变形，改变其形状、尺寸及改善性能，用以制造原材料、毛坯或机械零件的成形方法 主要特点： 1. 产品的力学性能好 2. 节约金属材料和切削加工工时 3. 产品形状不能太复杂，尺寸精度不太高 4. 生产现场劳动条件较差 常用的锻造生产方式有： 自由锻造：用简单、通用的工具在自由锻设 备的上下抵铁间直接使坯料变形。 工艺过程为：加热 锻制 冷却 模型锻造：在专用的模锻设备上，使坯料在 高强度金属制成的锻模内成形 胎模锻造：在自由锻设备上，使用活动锻模 使金属坯料成形 第一节 金属的加热和锻件的冷却 一、加热的目的和加热温度范围 塑性变形时，金属材料的塑性和变形抗力综合反映了进行锻压生产的难易程度,随着加热温度的升高，金属材料的塑性升高、变形抗力降低，即其锻造性能变好. 锻造以前对金属材料进行加热以提高其塑性和降低变形抗力，是锻造生产重要的工序. 金属材料在锻造生产时允许加热的最高温度称始锻温度；必须及时停止锻造的温度称为终锻温度 始锻温度和终锻温度给定的温度区间称锻造温度范围 牌号 始锻温度℃ 终锻温度℃ 低碳钢 1250 750 45 1200 800 T12A 1150 830 65Mn 1200 830 GCr15 1150 850 Cr12MoV 1050 900 W18Cr4V 1100 900 常用钢材的锻造温度范围 火 色 温度（℃） 火 色 温度（℃） 暗棕色 520~580 亮红色 830~880 棕红色 580~650 橘黄色 880~1050 暗红色 650~750 橙黄色 1050~1150 暗樱红色 750~780 亮黄色 1150~1250 樱桃色 780~800 白 色 1250~1320 亮桃红色 800~830 实际生产中，随温度的不同，钢材对外表现出不同的颜色，锻造时即可以根据钢材的颜色大致估计其温度，称为“看火色” 钢材火色和温度的关系 二、加热炉（1）火焰反射炉（2）煤气炉（3）电阻炉（4）中频炉 三、加热缺陷及防止方法 加热时可能出现的加热缺陷有： 2.过热和过烧 氧化和脱碳 产生原因：钢的表面和炉气中的氧化性气 体发生化学反应 产生原因：加热到始锻温度或始锻温度以上并长时间保温 表现形式：材料的晶粒粗大；晶界氧化和晶粒间低熔点杂质熔化. 3. 心部裂纹 产生原因：装炉温度过高或加热速度过快 四、锻件的冷却 锻件锻后的冷却方式有三种： 空冷：在无风的空气中，放在干燥的 地面上冷却. 坑冷：放入充填有炉灰、砂子、石灰等 保温材料的坑中冷却. 炉冷：锻制完成后，立即放入500～ 700℃的加热炉中，随炉冷却至较低温度后再出炉冷却. 碳素结构钢和低合金结构钢的中、小型锻件用空冷；高合金钢一般采用冷却速度较慢的坑冷或炉冷 第二节 自由锻 用简单、通用的工具在自由锻设备的上、下抵铁间直接使坯料变形获得锻件的生产方法 优点：使用的工具简单；操作灵活；通过局 部成形组合出所需锻件的形状、尺寸 缺点：锻件的精度低，生产率低，工人技术 水平要求高，劳动强度大 应用：单件、小批、形状简单的锻件，大型、 重型锻件，尤其是特大型锻件 一、自由锻设备简介 空气锤是生产小型自由锻件最常用的设备 基本动作： 空转、悬锤、 下压、单击、 连击 空气锤是将电能转化成压缩空气的压力能来产生打击力的 二、自由锻主要工序 基本工序：变形量较大的改变坯料形状和 尺寸，实现锻件基本成形的工序 辅助工序：为便于实施基本工序而预先使 坯料产生少量变形的工序 精整工序：基本工序之后进行的小量修 整工序 自由锻件的成形都是这三类工序的组合 自由锻基本工序 1、镦粗 使坯料高度减小横截面积增大的锻造工序 用于锻造齿轮坯、饼块类、法兰类锻件；在锻造空心锻件时，作为冲孔前的辅助工序 镦粗坯料的原始高度H0与直径D0的比值应小于2.5～3 ，大于0.5 2、拔长:使坯料横截面积减小而