锻造基础
锻造基础
1 锻造  五一放假几天2023年法定几天是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件可零件毛坯的方法。与其它加工方法相比，锻造加工生产率最高；锻造的形状、尺寸稳定性好，并有最佳的综合力学性能。
  按使用工具和生产工艺的不同
西宁招考信息网自由锻：一般是指借助简单工具，如锤、砧、摔子、冲子、垫铁等对
铸锭或棒材进行镦粗、拔长、扩孔等方式生产毛坯。
锻造
模锻：是指将坯料放入上下模块的型槽间，借助锻锤锤头、压力机滑
块或液压机活动横梁向下的冲击或压力成形为锻件。
特种锻造：有些零件采用专用设备可以大幅度提高生产率，锻件的各
种要求（如尺寸、形状、性能等）也可以得到很好的保证。
2材料准备：A 选择材料  B 按锻件大小切成一定长度的毛坯
2.1 材料：钢锭和型材
  1）钢锭  钢锭内部组织 钢锭表层为细小等轴结晶区（亦称激冷区），向里为柱状结晶区，再往里为倾斜树枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。
  2）大型钢锭的主要缺陷：偏析、夹杂、气体、气泡、缩孔、疏松、裂纹和溅疤等。
  3）型材：铸锭经过轧制、挤压或锻造加工后的坯料
    常见缺陷：划痕（划伤）、折叠、发裂（铸锭皮下气泡破裂）、结疤（溅疤轧制成薄膜而附于轧材表面）、碳化物偏析、白点、非金属夹杂流线、粗晶环
2.2下料方法:剪切法、冷折法、锯切法、砂轮切割法、气割法和车削法等。
3 加热
3.1加热目的  提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的组织和力学性能。
3.2加热方法:按采用的热源不同分为燃料加热和电加热两大类。
1）燃料（火焰）加热：利用固体（煤、焦炭等）、液体（重油、柴油等）或气体（煤气、天然气等）燃料燃烧时所产生的热能对坯料进行加热。
  燃料在燃料炉内燃烧产生高温炉气（火焰），通过炉气对流、炉围（炉墙和炉顶）辐射和炉底热传导等方式，使金属坯料得到热量而被加热。在低温（650℃以下）炉中，金属加热主要依靠对流传热，在中温（650--1000℃）和高温（1000℃以上）炉中，金属加热则以辐射方式为主。在普通高温加热锻造炉中，辐射传热量可占到总传热量的90%以上。
2）电加热 将电能转化为热能而对金属坯料进行加热。分为电阻加热（电阻炉加热、接触电加热、盐浴炉加热）和感应加热（工频加热f=50HZ、中频加热f=50～1000HZ、和高频加热f＞1000HZ）。锻造中多采用中频加热。
3.3 金属加热时产生的变化：
金属在加热过程中由于原子在晶格中相对位置的强烈变化，以及原子的振动速度和电子运动的自由行程的改变，还有周期介质的影响等因素，金属将产生以下变化：
在组织结构方面，大多数金属不但发生组织转变，其晶粒还会长大，严重时会造成过热、
过烧，
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在力学性能方面，总的趋势是金属塑性提高，变形抗力降低，残余应力逐步消失，但也可能产生新的内应力。过大的内应力会引起金属开裂。
在物理性能方面，金属的导热系数、导温系数、膨胀系数、密度等均随温度的升高而变化。
在化学变化方面，金属表层与炉气或其它周围介质发生氧化、脱碳、吸氢等化学反应，结果生成氧化皮与脱碳层等。
3.3.1金属加热过程中的几个变化
1）氧化  金属原子失去电子与氧结合形成氧化物的化学反应，称为氧化。钢料加热到高温时，表层中的铁与炉内的氧化性气体（如O2,CO2,H2O和SO2）发生化学反应，在钢料表面形成氧化皮。影响氧化的主要因素有炉气性质（氧化性炉气、中性炉气、还原性炉气）、加热温度、加热时间、钢的种类。
2）脱碳  钢料在加热时，其表层的碳和炉气中的某些气体发生化学反应，使钢料表面的含碳量降低，这种现象称为脱碳。影响因素：炉气成份（所有氧化介质都是脱碳介质，还原性气体H2也有脱碳作用，但比较弱）、加热温度、加热时间、钢的成份（含碳量越高脱碳倾向愈大。Cr、Mn等元素能阻止脱碳，而Al,Co,W,Mo,Si等元素促进脱碳）。脱碳会使锻件表层变软，强度、耐磨性和疲劳性能降低。
3）过热  金属由于加热温度过高、加热时间过长而引起晶粒过份长大的现象称为过热。
晶粒开始急剧长大的温度叫做过热温度。金属的过热温度主要与它的化学成份有关，如钢中的C，Mn,S,P等元素能增加钢的过热倾向，Ti,W,V,Nb等元素能减小钢的过热倾向。
若化合物沿晶界呈连续网状析出后，用热处理方法很难消除，这种过热称“稳定过热”。而单纯由于奥氏体晶粒粗大形成的过热，可以用一般热处理方法予以改善和消除，这种过热称“不稳定过热”。
对于没有相变重结晶的金属（高温合金及部分不锈钢、铝合金、铜合金等），不能用热处理的办法消除过热组织，而要依靠较大变形量的锻造来解决。
4）过烧  快乐大本营贾乃亮李小璐当金属加热到接近其熔化温度（称过烧温度），并在此温度下停留时间过长时，将出现过烧现象。
3.4 金属加热时的内应力
1）温度应力  金属加热时，表面首先受热，其表层和中心之间存在的温度差引起不均匀膨胀。因为各层金属之间的相互制约，膨胀较大的表层金属将受到压应力作用，膨胀较小的心部金属受到拉应力作用。这种由于温度不均而产生的应力叫做温度应力。显然，坯料各部分的温差愈大，温度应力也愈大，而温差大小又与金属本身的导温性、坯料断面尺寸及加热速度等因素有关。
2）组织应力  具有固态相变的金属，在加热时表层首先发生相变，心部后发生相变，并且相变前后组织的比容发生变化，由此而产生的内应力称为组织应力。
3.5 金属锻造温度范围的确定
金属的锻造温度范围是指开始锻造温度（始锻温度）和结束锻造温度（终锻温度）之间的一段温度。
1） 锻造温度范围确定的原则：应能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力。并使锻件获得所希望的组织和性能。在此前提下，锻造温度范围应尽可能取得宽一些，以便减少锻造火次，降低消耗，提高生产效率并方便操作等。
2） 确定锻造温度范围的基本方法：运用合金相图、塑性图、抗力图及再结晶图等，从塑性、变形抗力和锻件的组织性能三个方面进行综合分析，确定合理的锻造温度范围，并在生产实践中进行验证和修改。
3） 始锻温度  始锻温度高，则金属的塑性高，抗力小，变形时消耗的能量小，每个工步可以采取更大的变形量。但加热温度过高，不但氧化、脱碳严重，还会引起过热、过烧。
4） 终锻温度  终锻温度过高，停锻之后，锻件内部晶粒会继续长大，出现粗晶组织或析出第二相，降低锻件力学性能。若终锻温度低于再结晶温度，锻坯内部会出现加工硬化，使塑性降低，变形抗力急剧增加，容易使坯料在锻打过程中开裂，或在坯料的内部产生较大的残余应力，致使锻件在冷却过程或后续工序中产生开裂。另外，不完全热变形还会造成锻件组织不均匀等。为了保证锻件锻后内部为再结晶组织，终锻温度一般要高于金属的再结晶温度50～100℃.
3.6金属的加热
    1） 加热规范（或加热制度）是指金属坯料从装炉开始到加热完的整个过程，对炉子温度和坯料温度随时间变化的规定。常见的加热规范有：一段、二段、三段、四段及五段加热规范（见下图）。
      加热过程含有预热、加热、均热几个阶段，制订加热规范就是要确定加热过程中不同阶段的炉温、升温速度和加热（保温）时间。
2）加热速度
      最大可能的加热速度[vΜ]  炉子本身可能达到的最大加热速度。取决于炉子结构、燃料种类、及其燃烧情况、一粒的形状尺寸及其在炉中的安放方式等。
      坯料允许的加热速度[ν]  为保证坯料加热质量及完整性所允许的最大加热速度。受加热时产生的温度应力限制，与坯料的导温性、力学性能及坯料尺寸有关。
3.7 金属的少无氧化加热
通常称烧损量在0.5%以下的锻造为少氧化加热，烧损量在0.1%以下的加热称为无氧化。方法能：快速加热（火焰炉中的辐射快速加热和对流快速加热，感应电加热和接触电加热等）、介质保护加热〔气体介质保护加热（隋性气体、不完全燃烧的煤气、天然气、石油液化气或分解氨等）、液体介质保护加热（熔融玻璃、熔融盐等）、固体介质保护加热又称涂层保护加热（玻璃涂层、玻璃陶瓷涂层、玻璃金属涂层、金属涂层、复合涂层等）〕、少无氧化火焰〔在燃料（火焰），可以通过控制高温炉气的成分和性质，即利用燃料不完全燃烧所旌的中性气体或还原性炉气来实现〕
4 自由锻造  自由锻造通常指手工自由锻和机器自由锻。自由锻的成形特点是：坯料在平砧上面或工具之间经逐步的局部变形而完成。
网页下载4.1自由锻工序一般分为：基本工序、辅助工序和修整工序。
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  1）基本工序 指能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序，也是自由锻造过程中主要变形工序。如镦粗、拔长、冲孔、芯轴拔长、芯轴扩孔、弯曲、剁切、错移、扭转等工序。
    镦粗  使坯料高度减小而横截面增大的成形工步称为镦粗。其目的在于：

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