第三節(jié) 鍛造工藝過程,一、加熱,(一) 鍛造溫度范圍的確定 鍛造溫度范圍是指鍛件由開始鍛造溫度 (稱始鍛溫度) 到停止鍛造溫度 (稱終鍛溫度) 的間隔。,(1) 始鍛溫度的確定。在不出現(xiàn)過熱、過燒等加 熱缺陷的前提下，應(yīng)盡量提高始鍛溫度，使金屬具有良好可鍛性。始鍛溫度一般控制在固相線以下150250。,機(jī)械制造基礎(chǔ) 第十一章,(2) 終鍛溫度的確定。 終鍛溫度過高，停止鍛造后金屬的晶粒還會繼續(xù)長大，鍛件的力學(xué)性能也隨之下降；終鍛溫度過低，金屬再結(jié)晶進(jìn)行得不充分，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，內(nèi)應(yīng)力增大，甚至導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生裂紋。,(二)金屬在加熱時(shí)易產(chǎn)生的缺陷,1氧化、脫碳 鋼加熱到一定溫度后，表層的鐵和爐氣中的氧化性氣體(02、C02、H20、SO2、)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋼料表層形成氧化皮(鐵的氧化物FeO、Fe304、Fe203)，這種現(xiàn)象稱為氧化。大鍛件表層脫落下來的氧化鐵皮厚度可達(dá)78mm，鋼在加熱過程中因生成氧化皮而造成的損失，稱為燒損。,鋼加熱到高溫時(shí)，表層中的碳被爐氣中的O2、C02等氧化或與氫產(chǎn)生化學(xué)作用，生成CO或甲烷而被燒掉。這種因鋼在加熱時(shí)表層碳量降低的現(xiàn)象稱為脫碳。,脫碳的鋼，使工件表面變軟，強(qiáng)度和耐磨性降低。鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，加熱時(shí)越易脫碳。,減少脫碳的方法是：,（1）采取快速加熱； （2）縮短高溫階段的加熱時(shí)間，對加熱好的坯料盡快出爐鍛造； （3）加熱前在坯料表面涂上保護(hù)涂層。,2過熱、過燒,過熱是指金屬加熱溫度過高，加熱時(shí)間過長而引起晶粒粗大的現(xiàn)象。過熱使鋼坯的可鍛性和力學(xué)性能下降，必須通過退火處理來細(xì)化晶粒以消除過熱組織，不能進(jìn)行退火處理的鋼坯可通過反復(fù)鍛打來改善晶粒度。,二、鍛造成形,金屬加熱后，就可鍛造成形，根據(jù)鍛造時(shí)所用的設(shè)備、工模具及成形方式的不同，可將鍛造成形分為自由鍛成形、模鍛成形和胎模鍛成形等。,第四節(jié) 自由鍛造,一、自由鍛造的特點(diǎn)及設(shè)備(視頻),(1) 改善組織結(jié)構(gòu)，提高力學(xué)性能。通過鍛打，金屬內(nèi)部粗晶 結(jié)構(gòu)被打碎；氣孔、縮孔、裂紋等缺陷被壓合，提高了致密性，金屬的纖維流線在鍛件截面上合理分布，提高了金屬的力學(xué)性能。 (2) 成本低，經(jīng)濟(jì)性合理。鍛壓設(shè)備、工具通用性好， 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，便于更換產(chǎn)品。 (3) 工藝靈活，適用性強(qiáng)。鍛件質(zhì)量可以從1kg300t， 是鍛造大型鍛件的唯一方法。 (4) 鍛件尺寸精度低。鍛件的形狀、尺寸精度取決于技術(shù) 工人的水平。,自由鍛主要用于單件小批、形狀不太復(fù)雜、尺寸精度要求不高的鍛件及一些大型鍛件的生產(chǎn)。,2自由鍛設(shè)備,自由鍛設(shè)備分兩類：一類是產(chǎn)生沖擊力的設(shè)備，如空氣錘和蒸汽一空氣錘；另一類是產(chǎn)生靜壓力的設(shè)備，如水壓機(jī)等。,(1) 空氣錘?？諝忮N的結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，維修方便。由于受壓縮缸和工作缸大小的限制，空氣錘噸位較小，錘擊能力也小?？諝忮N噸位一般在40kg1000kg，常用噸位范圍為65kg750kg。鍛錘噸位是指落下部分(錘頭、錘桿、活塞和上抵鐵等)的質(zhì)量。 (2) 水壓機(jī)。水壓機(jī)是在靜壓力下使坯料產(chǎn)生塑性變形，工作平穩(wěn)，噪聲小，工作條件好；能產(chǎn)生數(shù)萬kN壓力，鍛透深度大；變形速度慢，有利于獲得金屬再結(jié)晶組織，改善了鍛件的內(nèi)部組織。 水壓機(jī)的缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。,機(jī)械制造基礎(chǔ) 第十一章,二、自由鍛造的基本工序 自由鍛造工序分三類，即輔助工序、基本工序和精整工序。 自由鍛工序簡圖見下表。,3確定鍛造工序 根據(jù)自由鍛工藝特點(diǎn)及鍛件的結(jié)構(gòu)特征，確定采用一個(gè)或多個(gè)工序的最佳組合。 各類自由鍛件采用的鍛造工序見下表。,四、自由鍛造鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性,自由鍛造鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是：除滿足使用性能要求外，還要考慮自由鍛造的設(shè)備、工具及工藝特點(diǎn)，盡量使鍛件外形簡單，易于鍛造,自由鍛造鍛件結(jié)構(gòu)工藝性見下表。,