鍛壓工藝學(xué)-鍛造-自由鍛造

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1、鍛前加熱鍛造溫度：始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度間隔。要求：始鍛溫度：主要受過熱、過燒的限制。終鍛溫度：鍛造結(jié)束之前金屬還具有足夠的塑性注意的問題：亞共析鋼：應(yīng)在A3以上15～50?C左右鍛造。低碳鋼(C<0.3％)：GS線(A3)以下的兩相區(qū)(?+?)也有足夠的塑性，因此終鍛溫度可在GS線以下。過共析鋼：高于A1(SE線)50～100?C以上。自由鍛造概述自由鍛造：只用簡單的通用工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間直接對(duì)坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。手工鍛造：錘上自由鍛造：生產(chǎn)中、小型自由鍛件。液壓機(jī)上自由鍛造：生產(chǎn)大型自由鍛件。第一章錘上自由鍛造第一節(jié)

2、自由鍛造的基本工序自由鍛造的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割和鍛焊。一、鐓粗鐓粗：局部鐓粗：用途：由橫斷面積較小的毛坯得到橫斷面積較大而高度較小的鍛件；沖孔前增大毛坯橫斷面積和平整毛坯端面；提高鍛件的力學(xué)性能和減少力學(xué)性能的異向性；破碎合金工具鋼中的碳化物，并使其均勻分布。平砧鐓粗工藝參數(shù)：壓下量?H、相對(duì)變形?H、對(duì)數(shù)變形δH、前后的高度之比?KH。或式中H0、H?鐓粗前、后坯料的高度；δH?坯料高度方向的對(duì)數(shù)變形，；?H?坯料高度方向的相對(duì)變形，。圖1-1平砧鐓粗圖1-2平砧鐓粗時(shí)坯料子午面的網(wǎng)格變化圖l—3鐓粗時(shí)變形程度沿軸向和徑向的分布?h—高度方向變形程度第I區(qū)：困難

3、變形區(qū)。原因：（1）；（2）。后果：鑄態(tài)組織不易破碎和再結(jié)晶的結(jié)果，仍保留粗大的鑄態(tài)組織。第Ⅱ區(qū)變形程度最大，溫度最高。組織狀態(tài)：鑄態(tài)組織被破碎和再結(jié)晶，形成細(xì)小晶粒的鍛態(tài)組織，錠料中部的原有孔隙也被焊合了。第Ⅲ區(qū)變形程度居中。易產(chǎn)生的缺陷及原因：短毛坯（H/D≤0.5)鐓粗：較高的毛坯(H/D?3)鐓粗：常常先要產(chǎn)生雙鼓形。毛坯更高(H/D>3)：易失穩(wěn)而彎曲。鐓粗時(shí)的注意事項(xiàng)：1)為防止縱向彎曲，毛坯高度與直徑之比應(yīng)在一定范圍。鐓粗前毛坯端面應(yīng)平整，并與軸心線垂直。鐓粗前毛坯加熱溫度應(yīng)均勻。2)注意每次的壓縮量及終鍛溫度。3)對(duì)有皮下缺陷的錠料，鐓粗前應(yīng)進(jìn)行倒棱制坯。目的：5)鐓粗時(shí)毛

4、坯高度應(yīng)與設(shè)備空間相適應(yīng)。在錘上鐓粗時(shí)，應(yīng)使式中H—錘頭的最大行程；h0—毛坯的原始高度。6)鐓粗高合金低塑性材料圖1—6鉚鐓鍛錘噸位的確定：圖1—7鐓粗毛坯和鍛錘規(guī)格的關(guān)系二、拔長拔長：拔長變形特點(diǎn)：每送進(jìn)壓下一次，只部分金屬變形。鍛造比（簡稱鍛比）KL來表示：拔長變形計(jì)算：1．矩形斷面毛坯的拔長圖1-8拔長（1）送進(jìn)量大小對(duì)變形的影響送進(jìn)量較?。核瓦M(jìn)量較大：通常：l=(0.4~0.8)b，b平砧寬度。圖1-9軸向和橫向變形程度隨相對(duì)送進(jìn)量的變化情況?l—軸向變形程度?a一橫向變形程度圖l—15拔長時(shí)的變形分布圖1-10表面橫向裂紋圖1-11角裂（2）送進(jìn)量和壓下量對(duì)質(zhì)量的影響送進(jìn)量l／

5、h過大：易產(chǎn)生外部橫向裂紋、角裂和對(duì)角線裂紋。圖1—13內(nèi)部橫向裂紋送進(jìn)量過?。阂桩a(chǎn)生內(nèi)部橫向裂紋。原因：2．圓斷面毛坯的拔長原因：①通過AB及BC兩個(gè)面將力傳給毛坯的其它部分，形成橫向應(yīng)力?R；②變形主要集中在上、下部分，軸心部分金屬變形很小，使變形金屬主要沿橫向流動(dòng)，并對(duì)軸心部分作用以附加拉應(yīng)力。圖1-22平砧大壓下量拔長時(shí)坯料的變形情況拔長圓斷面毛坯的兩種方法：(1)在平砧上，先將圓斷面毛坯壓成矩形斷面，再將矩形斷面毛坯拔長到一定尺寸，然后再壓成八角形，最后鍛成圓形，主要變形階段是矩形斷面毛坯在平砧下拔長。圖1—23圓斷面毛坯拔長時(shí)截面的變化過程(2)在型砧(或摔子)內(nèi)進(jìn)行拔長，利用

6、工具的側(cè)面壓力限制金屬的橫向流動(dòng)，迫使金屬沿軸向伸長。圖1—24型砧拔長圓斷面毛坯拔長時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）拔長操作(2)每次錘擊的壓下量應(yīng)小于材料塑性所允許的數(shù)值，為保證不產(chǎn)生局部夾層：1)每次壓縮后的鍛件寬度與高度b／h<2～2.5。2)單邊壓下量?h/2應(yīng)小于送進(jìn)量l。(3)沿方形毛坯的對(duì)角線鍛壓，應(yīng)鍛得輕些，以免中心部分產(chǎn)生裂紋。(4)上、下砧的邊緣應(yīng)作出圓角，以防鍛件表面裂紋，同時(shí)減少產(chǎn)生夾層的危險(xiǎn)。（5）拔長鍛件端部，為防止端部內(nèi)凹和夾層現(xiàn)象，端部壓料長度的最小值應(yīng)滿足下列規(guī)定：1)對(duì)圓形斷面：A>0.3D2)對(duì)矩形斷面：當(dāng)B/H>1.5時(shí)，A>0.4B;當(dāng)B/H《1.5時(shí)，A>

7、0.5B。（6）拔長臺(tái)階軸鍛件時(shí)三、芯軸拔長一種減小空心毛坯外徑(壁厚)而增加其長度的鍛造工序。圖1-30用芯軸拔長預(yù)沖孔的直徑dl如小于芯軸的直徑，則拔長前需進(jìn)行擴(kuò)孔，坯料尺寸取H0?D0為宜。圖1-31長筒類鍛件的鍛造變形過程芯軸上拔長的主要質(zhì)量問題：內(nèi)孔壁易產(chǎn)生裂紋，尤其是在兩端。方法和工具：1)對(duì)薄壁的空心件應(yīng)在型砧內(nèi)拔長。2)對(duì)厚壁空心件，可用平砧，但必需先鍛成六角形再進(jìn)行拔長，達(dá)到一定尺寸后再鍛成圓形。3)對(duì)