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1、 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 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 150 250 。 機 械 制 造 基 礎 第十一章 (2) 終 鍛 溫 度 的 確

2、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 性 能 也 隨 之 下 降 ； 終鍛 溫 度 過 低 ， 金 屬 再 結 晶 進 行 得 不 充 分 ， 加 工 硬 化 現(xiàn) 象 嚴重 ， 內 應 力 增 大 ， 甚 至 導 致 鍛 件 產 生 裂 紋 。(二 )金 屬 在 加 熱 時 易 產 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)生化學反應，使鋼料表層形成氧化皮(鐵的氧化物FeO、Fe 304、Fe203)，這種現(xiàn)象稱為氧化。大鍛件表層脫落下來的

3、氧化鐵皮厚度可達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 ， 表 層 中 的 碳 被 爐 氣 中 的 O2、 C02等 氧 化 或 與 氫 產 生 化 學 作 用 ， 生 成 CO或 甲 烷 而 被燒 掉 。 這 種 因 鋼 在 加 熱 時 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 度 和 耐 磨 性 降 低。 鋼 中 碳 的 質 量 分 數(shù) 越 高 ， 加 熱 時 越 易 脫 碳 。減 少 脫 碳 的 方 法 是 ：（ 1） 采 取 快 速 加 熱 ；（ 2） 縮 短 高 溫

4、階 段 的 加 熱 時 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 涂 層 。 2過 熱 、過 燒 過 熱 是 指 金 屬 加 熱 溫 度 過 高 ， 加 熱 時 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 性 能 下 降 ， 必 須 通 過 退 火 處 理 來 細 化晶 粒 以 消 除 過 熱 組 織 ， 不 能 進 行 退 火 處 理 的 鋼坯 可 通 過 反 復 鍛 打 來 改 善 晶 粒 度 。 二 、 鍛 造 成 形 金 屬 加 熱 后 ， 就 可 鍛 造

5、 成 形 ， 根 據(jù) 鍛 造 時所 用 的 設 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、自由鍛造的特點及設備(視頻) (1) 改 善 組 織 結 構 ， 提 高 力 學 性 能 。 通 過 鍛 打 ， 金 屬 內 部 粗 晶結 構 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 性 能 。 (2

6、) 成 本 低 ， 經(jīng) 濟 性 合 理 。 鍛 壓 設 備 、 工 具 通 用 性 好 ，生 產 準 備 周 期 短 ， 便 于 更 換 產 品 。 (3) 工 藝 靈 活 ， 適 用 性 強 。 鍛 件 質 量 可 以 從 1kg 300t，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 術工 人 的 水 平 。 自 由 鍛 主 要 用 于 單 件 小 批 、 形 狀 不 太 復 雜 、 尺寸 精 度 要 求 不 高 的 鍛 件 及 一 些 大 型 鍛 件 的 生 產 。 2 自 由 鍛 設

7、備 自 由 鍛 設 備 分 兩 類 ： 一 類 是 產 生 沖 擊 力 的 設 備 ， 如 空 氣 錘和 蒸 汽 一 空 氣 錘 ； 另 一 類 是 產 生 靜 壓 力 的 設 備 ， 如 水 壓 機 等 。 (1) 空 氣 錘 。 空 氣 錘 的 結 構 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 。 空 氣 錘 噸 位 一 般 在 40kg 1000kg， 常用 噸 位 范 圍 為 65kg 750kg。 鍛 錘 噸 位 是 指 落 下 部 分 (錘頭 、 錘 桿 、

8、 活 塞 和 上 抵 鐵 等 )的 質 量 。 (2) 水 壓 機 。 水 壓 機 是 在 靜 壓 力 下 使 坯 料 產 生 塑 性 變形 ， 工 作 平 穩(wěn) ， 噪 聲 小 ， 工 作 條 件 好 ； 能 產 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 晶 組織 ， 改 善 了 鍛 件 的 內 部 組 織 。 水 壓 機 的 缺 點 是 設 備 龐 大 ， 結 構 復 雜 ， 價 格 昂 貴 。 機 械 制 造 基 礎 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

9、工 序 、 基 本 工 序 和 精 整 工 序 。 自 由 鍛 工 序 簡 圖 見 下 表 。工 序 說 明 示 意 圖 輔助工 序 輔 助 工 序 是 為基 本 工 序 操 作方 便 而 進 行 的預 先 變 形 ， 如壓 鉗 口 、 壓 鋼錠 棱 邊 、 壓 肩等 基本工 序 基 本 工 序 是 改變 坯 料 形 狀 、尺 寸 以 獲 得 所需 鍛 件 的 工 藝過 程 。 如 鐓 粗 、拔 長 、 沖 孔 、彎 曲 、 扭 轉 、錯 移 等 基本工 序 基 本 工 序 是改 變 坯 料 形狀 、 尺 寸 以獲 得 所 需 鍛件 的 ： 工 藝過 程 。 如 鐓粗 、 拔 長 、沖 孔 、

10、 彎 曲 、扭 轉 、 錯 移等 修整工 序 修 整 工 序 是 用來 修 整 鍛 件 表面 缺 陷 ， 使 其符 合 圖 樣 要 求 。如 校 正 、 平 整 、滾 圓 等 3 確 定 鍛 造 工 序 根 據(jù) 自 由 鍛 工 藝 特 點 及 鍛 件 的 結 構 特 征 ， 確 定 采 用 一 個 或 多 個 工 序 的最 佳 組 合 。 各 類 自 由 鍛 件 采 用 的 鍛 造 工 序 見 下 表 。類 別 圖 例 鍛 造 用 工 序 實 心 圓 截 面 光軸 及 階 梯 軸 拔 長 ， 壓 肩 ， 打 圓 實 心 方 截 面 光桿 及 階 梯 桿 拔 長 ， 壓 肩 ， 整 修 ， 沖

11、孔 單拐及多拐曲軸拔長，分段，錯移，打圓，扭 轉 空心光環(huán)及階梯環(huán) 鐓粗，沖孔，在心軸上擴孔，定徑V 空心筒鐓粗，沖孔，在心軸上拔長，打圓 彎曲件拔長，彎曲 四 、 自 由 鍛 造 鍛 件 的 結 構 工 藝 性 自 由 鍛 造 鍛 件 結 構 設 計 的 原 則 是 ： 除 滿 足 使 用 性 能 要 求 外 ， 還 要 考 慮自 由 鍛 造 的 設 備 、 工 具 及 工 藝 特 點 ， 盡 量 使 鍛 件 外 形 簡 單 ， 易 于 鍛 造自 由 鍛 造 鍛 件 結 構 工 藝 性 見 下 表 。工 藝 要 求 圖 例 工 藝 性 差 工 藝 性 好 避 免 錐 面 和斜 面 避 免 圓 柱 面 與 圓 柱 面 相交 避 免 非 規(guī) 則截 面 與 非 規(guī)則 外 形 避 免 肋 板 和凸 臺 等 結 構 截 面 有 急 劇 變化 或 形 狀 復 雜 的 零 件 ， 可 分段 鍛 造 ， 再 用焊 接 或 機 械 連接 ， 組 成 整 體