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锻造:是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法,锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
锻造可分为自由锻、模锻、闭式模锻
1、自由锻。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁(砧块)间产生变形以获得所需锻件,主要有手工锻造和机械锻造两种。
2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。
3、 闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边,材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料的体积,控制锻模的相对位置和对锻件进行测量,努力减少锻模的磨损。
特点:
锻造与铸件相比,金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。
锻件与轧件的比较:
(1)锻件的轴向和径向力学性能差异较轧件差异小,也就是说,锻件的各向同性要远远高于轧件的各向同性,所以说锻件的寿命要远远高于轧件。下图为Cr12MoV轧板不同方向共晶碳化物的形态的金相图。
(2)从变成程度上说,锻件的变形程度远大于轧件的变形程度,也就是说通过锻造破碎共晶碳化物的效果要优于轧制的破碎效果。
(3)从加工成本上说,锻造的成本要远高于轧制的成本,对于一些关键件、承受较大载荷或冲击的工件、形状复杂或要求非常严格的工件,还是必须要采用锻造的工艺进行加工的。
(4)锻件具有完整的金属流线,通过轧制后再机械工破坏了金属流线的完整性,极大程度上缩短了工件的寿命。下图为铸造、机械加工、锻造工件的金属流线。
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