锻压工艺学-锻造-自由锻造

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1、锻前加热锻造温度：始锻温度和终锻温度间的温度间隔。要求：始锻温度：主要受过热、过烧的限制。终锻温度：锻造结束之前金属还具有足够的塑性注意的问题：亚共析钢：应在A3以上15～50C左右锻造。低碳钢(C<0.3％)：GS线(A3)以下的两相区(+)也有足够的塑性，因此终锻温度可在GS线以下。过共析钢：高于A1(SE线)50～100C以上。自由锻造概述自由锻造：只用简单的通用工具，或在锻造设备的上、下砧间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需几何形状及内部质量的锻件的加工方法。手工锻造：锤上自由锻造：生产中、小型自由锻件。液压机上自由锻造：生产大型自由锻件。第一章锤上自由锻造第一节

2、自由锻造的基本工序自由锻造的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割和锻焊。一、镦粗镦粗：局部镦粗：用途：由横断面积较小的毛坯得到横断面积较大而高度较小的锻件；冲孔前增大毛坯横断面积和平整毛坯端面；提高锻件的力学性能和减少力学性能的异向性；破碎合金工具钢中的碳化物，并使其均匀分布。平砧镦粗工艺参数：压下量H、相对变形H、对数变形δH、前后的高度之比KH。或式中H0、H镦粗前、后坯料的高度；δH坯料高度方向的对数变形，；H坯料高度方向的相对变形，。图1-1平砧镦粗图1-2平砧镦粗时坯料子午面的网格变化图l—3镦粗时变形程度沿轴向和径向的分布h—高度方向变形程度第I区：困难

3、变形区。原因：（1）；（2）。后果：铸态组织不易破碎和再结晶的结果，仍保留粗大的铸态组织。第Ⅱ区变形程度最大，温度最高。组织状态：铸态组织被破碎和再结晶，形成细小晶粒的锻态组织，锭料中部的原有孔隙也被焊合了。第Ⅲ区变形程度居中。易产生的缺陷及原因：短毛坯（H/D≤0.5)镦粗：较高的毛坯(H/D3)镦粗：常常先要产生双鼓形。毛坯更高(H/D>3)：易失稳而弯曲。镦粗时的注意事项：1)为防止纵向弯曲，毛坯高度与直径之比应在一定范围。镦粗前毛坯端面应平整，并与轴心线垂直。镦粗前毛坯加热温度应均匀。2)注意每次的压缩量及终锻温度。3)对有皮下缺陷的锭料，镦粗前应进行倒棱制坯。目的：5)镦粗时毛

4、坯高度应与设备空间相适应。在锤上镦粗时，应使式中H—锤头的最大行程；h0—毛坯的原始高度。6)镦粗高合金低塑性材料图1—6铆镦锻锤吨位的确定：图1—7镦粗毛坯和锻锤规格的关系二、拔长拔长：拔长变形特点：每送进压下一次，只部分金属变形。锻造比（简称锻比）KL来表示：拔长变形计算：1．矩形断面毛坯的拔长图1-8拔长（1）送进量大小对变形的影响送进量较小：送进量较大：通常：l=(0.4~0.8)b，b平砧宽度。图1-9轴向和横向变形程度随相对送进量的变化情况l—轴向变形程度a一横向变形程度图l—15拔长时的变形分布图1-10表面横向裂纹图1-11角裂（2）送进量和压下量对质量的影响送进量l／

5、h过大：易产生外部横向裂纹、角裂和对角线裂纹。图1—13内部横向裂纹送进量过小：易产生内部横向裂纹。原因：2．圆断面毛坯的拔长原因：①通过AB及BC两个面将力传给毛坯的其它部分，形成横向应力R；②变形主要集中在上、下部分，轴心部分金属变形很小，使变形金属主要沿横向流动，并对轴心部分作用以附加拉应力。图1-22平砧大压下量拔长时坯料的变形情况拔长圆断面毛坯的两种方法：(1)在平砧上，先将圆断面毛坯压成矩形断面，再将矩形断面毛坯拔长到一定尺寸，然后再压成八角形，最后锻成圆形，主要变形阶段是矩形断面毛坯在平砧下拔长。图1—23圆断面毛坯拔长时截面的变化过程(2)在型砧(或摔子)内进行拔长，利用

6、工具的侧面压力限制金属的横向流动，迫使金属沿轴向伸长。图1—24型砧拔长圆断面毛坯拔长时的注意事项：（1）拔长操作(2)每次锤击的压下量应小于材料塑性所允许的数值，为保证不产生局部夹层：1)每次压缩后的锻件宽度与高度b／h<2～2.5。2)单边压下量h/2应小于送进量l。(3)沿方形毛坯的对角线锻压，应锻得轻些，以免中心部分产生裂纹。(4)上、下砧的边缘应作出圆角，以防锻件表面裂纹，同时减少产生夹层的危险。（5）拔长锻件端部，为防止端部内凹和夹层现象，端部压料长度的最小值应满足下列规定：1)对圆形断面：A>0.3D2)对矩形断面：当B/H>1.5时，A>0.4B;当B/H《1.5时，A>

7、0.5B。（6）拔长台阶轴锻件时三、芯轴拔长一种减小空心毛坯外径(壁厚)而增加其长度的锻造工序。图1-30用芯轴拔长预冲孔的直径dl如小于芯轴的直径，则拔长前需进行扩孔，坯料尺寸取H0D0为宜。图1-31长筒类锻件的锻造变形过程芯轴上拔长的主要质量问题：内孔壁易产生裂纹，尤其是在两端。方法和工具：1)对薄壁的空心件应在型砧内拔长。2)对厚壁空心件，可用平砧，但必需先锻成六角形再进行拔长，达到一定尺寸后再锻成圆形。3)对