鍛造加工工藝簡介

　　鍛造加工工藝簡介

鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力

，使其產生塑性變形，以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛造加工方法。鍛造和衝壓同屬塑性加工性質
，統稱鍛壓。

　　鍛造是機械製造中常用的成形方法。通過鍛造能消除金屬的鑄態疏鬆

、焊合孔洞，鍛件的機械性能一般優於同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件
，除形狀較簡單的可用軋製的板材
、型材或焊接件外，多采用鍛件。

　　duanzaoanpiliaozaijiagongshidewendukefenweilengduanhereduan。lengduanyibanshizaishiwenxiajiagong
，reduanshizaigaoyupiliaojinshudezaijiejingwendushangjiagong。youshihaijiangchuyujiarezhuangtai

，danwendubuchaoguozaijiejingwendushijinxingdeduanzaochengweiwenduan。buguozhezhonghuafenzaishengchanzhongbingbuwanquantongyi。

　　鋼的再結晶溫度約為460℃
，但普遍采用800℃作為劃分線，高於800℃的是熱鍛
；在300～800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。

　　鍛造按成形方法則可分為自由鍛
、模鍛、冷鐓
、徑向鍛造、擠壓、成形軋製
、輥鍛、輾擴等。坯料在壓力下產生的變形基本不受外部限製的稱自由鍛，也稱開式鍛造

；其他鍛造方法的坯料變形都受到模具的限製，稱為閉模式鍛造。成形軋製、輥鍛
、輾擴等的成形工具與坯料之間有相對的旋轉運動
，對坯料進行逐點
、漸近的加壓和成形
，故又稱為旋轉鍛造。

　　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。材料的原始狀態有棒料
、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。

　　一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良liang好hao，形xing狀zhuang和he尺chi寸cun準zhun確que，表biao麵mian質zhi量liang好hao，便bian於yu組zu織zhi批pi量liang生sheng產chan。隻zhi要yao合he理li控kong製zhi加jia熱re溫wen度du和he變bian形xing條tiao件jian，不bu需xu要yao大da的de鍛duan造zao變bian形xing就jiu能neng鍛duan出chu性xing能neng優you良liang的de鍛duan件jian。

　　zhudingjinyongyudaxingduanjian。zhudingshizhutaizuzhi，youjiaodadezhuzhuangjingheshusongdezhongxin。yincibixutongguodadesuxingbianxing
，jiangzhuzhuangjingposuiweixijingli，jiangshusongyashi，cainenghuodeyouliangdejinshuzuzhihejixiexingneng。

　　jingyazhiheshaojiechengdefenmoyejinyuzhipi，zairetaixiajingwufeibianmoduankezhichengfenmoduanjian。duanjianfenmojiejinyuyibanmoduanjiandemidu，juyoulianghaodejixiexingneng
，bingqiejingdugao

，kejianshaohouxudeqiexuejiagong。fenmoduanjianneibuzuzhijunyun

，meiyoupianxi
，keyongyuzhizaoxiaoxingchilundenggongjian。danfenmodejiageyuangaoyuyibanbangcaidejiage
，zaishengchanzhongdeyingyongshoudaoyidingxianzhi。

　　對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力
，使其在壓力作用下凝固、結晶、流動、塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)和(he)成(cheng)形(xing)，就(jiu)可(ke)獲(huo)得(de)所(suo)需(xu)形(xing)狀(zhuang)和(he)性(xing)能(neng)的(de)模(mo)鍛(duan)件(jian)。液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)模(mo)鍛(duan)是(shi)介(jie)於(yu)壓(ya)鑄(zhu)和(he)模(mo)鍛(duan)間(jian)的(de)成(cheng)形(xing)方(fang)法(fa)
，特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)一(yi)般(ban)模(mo)鍛(duan)難(nan)於(yu)成(cheng)形(xing)的(de)複(fu)雜(za)薄(bo)壁(bi)件(jian)。

　　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，一般順序為：鍛坯下料；鍛坯加熱


；輥鍛備坯

；模鍛成形；切邊；中間檢驗
，檢驗鍛件的尺寸和表麵缺陷；鍛件熱處理，用以消除鍛造應力，改善金屬切削性能；清理
，主要是去除表麵氧化皮；矯正；檢查，一般鍛件要經過外觀和硬度檢查，重要鍛件還要經過化學成分分析、機械性能、殘餘應力等檢驗和無損探傷。

　　鍛壓是鍛造和衝壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊
、衝頭或通過模具對坯料施加壓力
，使之產生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的製件的成形加工方法。

　　在鍛造加工中，坯料整體發生明顯的塑性變形

，有較大量的塑性流動；zaichongyajiagongzhong，piliaozhuyaotongguogaibiangebuweimianjidekongjianweizhierchengxing
，qineibubuchuxianjiaodajulidesuxingliudong。duanyazhuyaoyongyujiagongjinshuzhijian，yekeyongyujiagongmouxiefeijinshu，rugongchengsuliao、橡膠
、陶瓷坯
、磚坯以及複合材料的成形等。

　　鍛壓和冶金工業中的軋製、拔製等都屬於塑性加工
，或稱壓力加工，但鍛壓主要用於生產金屬製件
，而軋製、拔製等主要用於生產板材、帶材
、管材、型材和線材等通用性金屬材料。

　　人類在新石器時代末期
，已開始以錘擊天然紅銅來製造裝飾品和小用品。中國約在公元前2000多duo年nian已yi應ying用yong冷leng鍛duan工gong藝yi製zhi造zao工gong具ju，如ru甘gan肅su武wu威wei皇huang娘niang娘niang台tai齊qi家jia文wen化hua遺yi址zhi出chu土tu的de紅hong銅tong器qi物wu，就jiu有you明ming顯xian的de錘chui擊ji痕hen跡ji。商shang代dai中zhong期qi用yong隕yun鐵tie製zhi造zao武wu器qi，采cai用yong了le加jia熱re鍛duan造zao工gong藝yi。春chun秋qiu後hou期qi出chu現xian的de塊kuai煉lian熟shu鐵tie
，就jiu是shi經jing過guo反fan複fu加jia熱re鍛duan造zao以yi擠ji出chu氧yang化hua物wu夾jia雜za並bing成cheng形xing的de。

　　最初，人們靠掄錘進行鍛造
，後來出現通過人拉繩索和滑車來提起重錘再自由落下的方法鍛打坯料。14世紀以後出現了畜力和水力落錘鍛造。

　　1842年，英國的內史密斯製成第一台蒸汽錘，使鍛造進入應用動力的時代。以後陸續出現鍛造水壓機、電機驅動的夾板錘、空氣鍛錘和機械壓力機。夾板錘最早應用於美國內戰(1861～1865)期間，用以模鍛武器的零件，隨後在歐洲出現了蒸汽模鍛錘，模鍛工藝逐漸推廣。到19世紀末已形成近代鍛壓機械的基本門類。

　　20世紀初期，隨著汽車開始大量生產，熱模鍛迅速發展，成為鍛造的主要工藝。20世紀中期，熱模鍛壓力機
、平鍛機和無砧鍛錘逐漸取代了普通鍛錘，提高了生產率，減小了振動和噪聲。隨著鍛坯少無氧化加熱技術、高精度和高壽命模具



、熱擠壓，成形軋製等新鍛造工藝和鍛造操作機、機械手以及自動鍛造生產線的發展，鍛造生產的效率和經濟效果不斷提高。

　　冷鍛的出現先於熱鍛。早期的紅銅、金
、銀薄片和硬幣都是冷鍛的。冷鍛在機械製造中的應用到20世紀方得到推廣
，冷鐓、冷擠壓、徑向鍛造

、擺動輾壓等相繼發展，逐漸形成能生產不需切削加工的精密製件的高效鍛造工藝。

　　早期的衝壓隻利用鏟、剪、衝頭、手錘、砧座等簡單工具，通過手工剪切、衝孔、鏟鑿、敲擊使金屬板材(主要是銅或銅合金板等)成形
，從而製造鑼
、鐃、鈸等樂器和罐類器具。隨著中
、厚板材產量的增長和衝壓液壓機和機械壓力機的發展
，衝壓加工也在19世紀中期開始機械化。

　　1905年美國開始生產成卷的熱連軋窄帶鋼，1926年開始生產寬帶鋼，以後又出現冷連軋帶鋼。同時
，板、帶材產量增加

，質量提高
，成本降低。結合船舶
、鐵路車輛
、鍋爐
、容器
、汽車、製罐等生產的發展，衝壓已成為應用最廣泛的成形工藝之一。

　　鍛壓主要按成形方式和變形溫度進行分類。按成形方式鍛壓可分為鍛造和衝壓兩大類；按變形溫度鍛壓可分為熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓和等溫鍛壓等。

　　熱(re)鍛(duan)壓(ya)是(shi)在(zai)金(jin)屬(shu)再(zai)結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)以(yi)上(shang)進(jin)行(xing)的(de)鍛(duan)壓(ya)。提(ti)高(gao)溫(wen)度(du)能(neng)改(gai)善(shan)金(jin)屬(shu)的(de)塑(su)性(xing)，有(you)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)工(gong)件(jian)的(de)內(nei)在(zai)質(zhi)量(liang)
，使(shi)之(zhi)不(bu)易(yi)開(kai)裂(lie)。高(gao)溫(wen)度(du)還(hai)能(neng)減(jian)小(xiao)金(jin)屬(shu)的(de)變(bian)形(xing)抗(kang)力(li)，降(jiang)低(di)所(suo)需(xu)鍛(duan)壓(ya)機(ji)械(xie)的(de)噸(dun)位(wei)。但(dan)熱(re)鍛(duan)壓(ya)工(gong)序(xu)多(duo)，工(gong)件(jian)精(jing)度(du)差(cha)，表(biao)麵(mian)不(bu)光(guang)潔(jie)，鍛(duan)件(jian)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)氧(yang)化(hua)

、脫碳和燒損。

　　冷鍛壓是在低於金屬再結晶溫度下進行的鍛壓，通常所說的冷鍛壓多專指在常溫下的鍛壓，而將在高於常溫、但又不超過再結晶溫度下的鍛壓稱為溫鍛壓。溫鍛壓的精度較高，表麵較光潔而變形抗力不大。

　　在常溫下冷鍛壓成形的工件，其形狀和尺寸精度高，表麵光潔，加工工序少
，便於自動化生產。許多冷鍛、冷(leng)衝(chong)壓(ya)件(jian)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)用(yong)作(zuo)零(ling)件(jian)或(huo)製(zhi)品(pin)，而(er)不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)。但(dan)冷(leng)鍛(duan)時(shi)，因(yin)金(jin)屬(shu)的(de)塑(su)性(xing)低(di)
，變(bian)形(xing)時(shi)易(yi)產(chan)生(sheng)開(kai)裂(lie)
，變(bian)形(xing)抗(kang)力(li)大(da)，需(xu)要(yao)大(da)噸(dun)位(wei)的(de)鍛(duan)壓(ya)機(ji)械(xie)。

　　等(deng)溫(wen)鍛(duan)壓(ya)是(shi)在(zai)整(zheng)個(ge)成(cheng)形(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)坯(pi)料(liao)溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)值(zhi)。等(deng)溫(wen)鍛(duan)壓(ya)是(shi)為(wei)了(le)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)某(mou)些(xie)金(jin)屬(shu)在(zai)等(deng)一(yi)溫(wen)度(du)下(xia)所(suo)具(ju)有(you)的(de)高(gao)塑(su)性(xing)，或(huo)是(shi)為(wei)了(le)獲(huo)得(de)特(te)定(ding)的(de)組(zu)織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)。等(deng)溫(wen)鍛(duan)壓(ya)需(xu)要(yao)將(jiang)模(mo)具(ju)和(he)坯(pi)料(liao)一(yi)起(qi)保(bao)持(chi)恒(heng)溫(wen)
，所(suo)需(xu)費(fei)用(yong)較(jiao)高(gao)，僅(jin)用(yong)於(yu)特(te)殊(shu)的(de)鍛(duan)壓(ya)工(gong)藝(yi)，如(ru)超(chao)塑(su)成(cheng)形(xing)。

　　鍛壓可以改變金屬組織，提高金屬性能。鑄錠經過熱鍛壓後，原來的鑄態疏鬆
、孔隙、微裂等被壓實或焊合
；原來的枝狀結晶被打碎，使晶粒變細；同時改變原來的碳化物偏析和不均勻分布

，使組織均勻，從而獲得內部密實、均勻、細微、綜合性能好、使用可靠的鍛件。鍛件經熱鍛變形後，金屬是纖維組織；經冷鍛變形後，金屬晶體呈有序性。

　　duanyashishijinshujinxingsuxingliudongerzhichengsuoxuxingzhuangdegongjian。jinshushouwailichanshengsuxingliudonghoutijibubian
，erqiejinshuzongshixiangzulizuixiaodebufenliudong。shengchanzhong
，changgenjuzhexieguilvkongzhigongjianxingzhuang，shixianduicubachang、擴孔、彎曲、拉深等變形。

　　鍛壓出的工件尺寸精確、有利於組織批量生產。模鍛、擠壓、衝壓等應用模具成形的尺寸精確、穩定。可采用高效鍛壓機械和自動鍛壓生產線

，組織專業化大批量或大量生產。

　　鍛壓的生產過程包括成形前的鍛坯下料

、鍛坯加熱和預處理
；成形後工件的熱處理、清理
、校正和檢驗。常用的鍛壓機械有鍛錘、液壓機和機械壓力機。鍛錘具有較大的衝擊速度
，利於金屬塑性流動，但會產生震動；液壓機用靜力鍛造，有利於鍛透金屬和改善組織，工作平穩，但生產率低；機械壓力機行程固定，易於實現機械化和自動化。

　　未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內在質量
、發展精密鍛造和精密衝壓技術、研製生產率和自動化程度更高的鍛壓設備和鍛壓生產線、發展柔性鍛壓成形係統、發展新型鍛壓材料和鍛壓加工方法等方麵發展。

　　提高鍛壓件的內在質量，主要是提高它們的機械性能(強度、塑性、韌性
、疲勞強度)和可靠度。這需要更好地應用金屬塑性變形理論；應用內在質量更好的材料；正確進行鍛前加熱和鍛造熱處理；更嚴格和更廣泛地對鍛壓件進行無損探傷。

　　少、無切削加工是機械工業提高材料利用率、提高勞動生產率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。鍛坯少
、無氧化加熱
，以及高硬、耐磨、長壽模具材料和表麵處理方法的發展，將有利於精密鍛造
、精密衝壓的擴大應用。