锻造基础知识点，了解这是大国重武器的基础！

锻造是利用锻造机械对金属坯料施加压力，使其发生塑性变形，以获得具有一定机械性能、形状和尺寸锻件的加工方法。它是锻造（锻造和冲压）的两大组成部分之一。锻造可以消除冶炼过程中产生的疏松铸态金属等缺陷，优化显微组织，同时由于保留了完整的金属流线，锻件的力学性能一般优于同材质的铸件。相关机械中负荷高、工作条件恶劣的重要零件，除形状较简单可轧制板材、型材或焊接件外，大多采用锻件。

1、变形温度

钢的初始再结晶温度约为727℃，但一般以800℃为分界线。 800℃以上锻造为热锻； 300～800℃之间的锻造称为温锻或半热锻，室温下的锻造称为冷锻。大多数行业使用的锻件都是热锻件，温锻件和冷锻件主要用于汽车、通用机械等的锻造零件。温锻件和冷锻件可以有效节省材料。

2、锻造类别

如上所述，根据锻造温度可分为热锻、温锻和冷锻。按成形机理，锻造可分为自由锻造、模锻、轧环和特种锻造。

1）自由锻造

是指利用简单的通用工具或直接对锻造设备上下砧之间的毛坯施加外力，使毛坯产生变形，以获得所需的几何形状和内部质量的锻件加工方法。采用自由锻造方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻主要用于生产小批量锻件。采用锻锤、液压机等锻造设备对毛坯进行成形，获得合格的锻件。自由锻造的基本工艺过程包括镦粗、拉拔、冲孔、切削、弯曲、扭转、变位和锻造。自由锻造采用热锻。

2）模锻

模锻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中受压缩变形，获得锻件。模锻一般用于生产重量小、批量大的零件。模锻可分为热模锻、温模锻和冷模锻。温锻和冷锻是模锻未来的发展方向，也代表了锻造技术的水平。

根据材料，模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成型。顾名思义，材料是碳钢等黑色金属，铜、铝等有色金属以及粉末冶金材料。

挤压应归为模锻，又可分为重金属挤压和轻金属挤压。

闭式模锻和闭式镦锻是模锻的两种先进工艺。由于没有毛边，材料利用率高。复杂锻件的精加工可以通过一道或多道工序完成。由于没有飞边，锻件的受力面积减小，所需的载荷也减小。但需要注意的是，不能完全限制空白。为此，应严格控制毛坯体积，控制锻模的相对位置，并对锻件进行测量，尽量减少锻模的磨损。

3）环轧

轧环是指通过专用设备轧环机生产不同直径的环形零件。还用于生产汽车车​​轮、火车车轮等轮形零件。

4）特种锻件

特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方法，比较适合生产某些特殊形状的零件。例如，可采用辊锻作为有效的预成形工艺，大大降低后续成形压力；楔横轧可生产钢球、传动轴等零件；径向锻造可生产大型筒体、阶梯轴等锻件。

5) 锻造模具

根据锻模的运动方式，锻造可分为摆动轧制、摆动旋转锻造、辊锻、楔横轧、环轧和斜轧等。摆动轧制、摆动旋锻和环轧也可采用精锻加工。为了提高材料的利用率，可采用辊锻和斜轧作为细长材料的前道工序。旋转锻造与自由锻造一样，也是部分成形的。其优点是即使用比锻件尺寸更小的锻造力也能成形。在这种锻造方法中，包括自由锻造，材料在加工过程中从模具表面附近膨胀到自由表面。因此，很难保证准确性。因此，通过计算机控制锻模的运动方向和旋锻工艺，可以用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品，如产品品种繁多、尺寸较大的涡轮叶片等锻件。尺寸。

锻造设备的模具运动和自由度不一致。根据下死点变形限制的特点，锻造设备可分为以下四种形式：

有限锻造力形式：采用液压直接驱动滑块的液压机。

拟行程限制方式：采用曲柄连杆机构液压驱动的液压机。

行程限制方式：采用曲柄、连杆、楔块机构驱动滑块的机械压力机。

能量限制方法：采用螺旋机构的螺旋压力机和摩擦压力机。

为了获得高精度，应注意防止下死点过载，控制速度和模具位置。因为这些都会影响锻模的公差、形状精度和寿命。另外，为保持精度，应注意调整滑块导轨间隙、保证刚性、调整下死点和使用辅助传动装置等。

滑块也有垂直和水平运动方式（用于细长零件的锻造、润滑和冷却以及零件锻造的高速生产），使用补偿装置可以增加其他方向的运动。上述方法不同，所需的锻压力、工艺、材料利用率、产量、尺寸公差以及润滑和冷却方法也不同。这些因素也会影响自动化水平。

3、锻造材料

锻造材料主要是各种成分的碳钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒材、铸锭、金属粉末和液态金属。金属变形前的横截面积与变形后的横截面积之比称为锻造比。正确选择锻造比、合理的加热温度和保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量和变形速度，对提高产品质量、降低成本有很大影响。

中小型锻件一般采用圆棒或方棒作为毛坯。棒材晶粒组织和力学性能均匀良好，形状和尺寸准确，表面质量好，易于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，无需大的锻造变形即可锻造出性能优良的锻件。

钢锭仅用于大型锻件。铸锭是具有大柱状晶体和疏松中心的铸造结构。因此，需要通过大的塑性变形将柱状晶打碎成细晶粒并压实疏松，以获得优良的金属组织和力学性能。

粉末冶金预制件经压制和烧结后，可在热态下通过无飞边模锻制成粉末锻件。锻造粉末接近一般模锻件的密度，机械性能好，精度高，可减少后续切削加工。粉末锻件内部组织均匀、无偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材，其在生产中的应用受到一定的限制。

对浇注到模腔内的液态金属施加静压力，使其在压力下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，即可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻之间的一种成形方法，特别适用于一般模锻难以成形的复杂薄壁零件。

除常用材料如各种成分的碳钢、合金钢外，其次还有铝、镁、铜、钛及其合金、铁基高温合金、镍基高温合金的变形合金，而钴基高温合金也是通过锻造或轧制完成的。但这些合金的塑性区比较窄，因此锻造难度会比较大。不同材料的加热温度、始锻温度和终锻温度都有严格的要求。

4、工艺流程

不同的锻造方法有不同的工序，其中热模锻工序最长。一般顺序是：消隐；锻件加热；辊锻毛坯；模锻；修剪；冲孔;更正;中间检验、锻件尺寸及表面缺陷检验；锻件热处理，消除锻造应力，提高金属切削性能；清洗，主要是去除表面氧化皮；更正;检查，一般锻件必须进行外观和硬度检查，重要锻件还必须进行化学成分分析、力学性能、残余应力等检查和无损检测。

5、锻件的特点

与铸件相比，金属经过锻造后可以改善其组织结构和机械性能。铸造组织经锻造热加工变形后，由于金属的变形和再结晶，使原来粗大的枝晶、柱状晶转变为晶粒较细、尺寸均匀的等轴再结晶组织，使原来的偏析、疏松、钢锭中的气孔、夹渣等被压实、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。此外，锻造还能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件的形状保持一致，使金属流线完整，可以保证零件具有良好的力学性能和较长的使用寿命。采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件是铸件无法比拟的。

锻件是金属受到压力和塑性变形以形成所需形状或适当压缩力的物体。该力通常通过使用锤子或压力来实现。锻造过程建立了精致的颗粒结构并改善了金属的物理性能。在零件的实际使用中，正确的设计可以使颗粒沿主压力的方向流动。铸件是用各种铸造方法获得的金属成形物体，即将冶炼好的液态金属采用浇注、注射、吸吸或其他铸造方法浇注到预先准备好的铸型中，经冷却、落砂、清理和后处理而制成的铸件。获得具有一定形状、尺寸和性质的物体。