鍛造成型(Forging molding), 鍛造成型是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工成型方法。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu),同時(shí)由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。
鍛造成型可按鍛造變形的溫度、坯料的移動(dòng)方式、鍛模的運(yùn)動(dòng)方式和滑塊的運(yùn)動(dòng)方式等分類
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機(jī)械性能均勻、良好,形狀和尺寸準(zhǔn)確,表面質(zhì)量好,便于組織批量生產(chǎn)。只要合理控制加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件。
鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織,有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過大的塑性變形,將柱狀晶破碎為細(xì)晶粒,將疏松壓實(shí),才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機(jī)械性能。
經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯,在熱態(tài)下經(jīng)無飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度,具有良好的機(jī)械性能,并且精度高,可減少后續(xù)的切削加工。粉末鍛件內(nèi)部組織均勻,沒有偏析,可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價(jià)格遠(yuǎn)高于一般棒材的價(jià)格,在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到一定限制。
對澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、結(jié)晶、流動(dòng)、塑性變形和成形,就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁件。
不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程最長,一般順序?yàn)椋哄懪飨铝?;鍛坯加熱;輥鍛備坯;模鍛成形;切邊;沖孔;矯正;中間檢驗(yàn),檢驗(yàn)鍛件的尺寸和表面缺陷;鍛件熱處理,用以消除鍛造應(yīng)力,改善金屬切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矯正;檢查,一般鍛件要經(jīng)過外觀和硬度檢查,重要鍛件還要經(jīng)過化學(xué)成分分析、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力等檢驗(yàn)和無損探傷。
鍛造用料除了通常的材料,如各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外,鐵基高溫合金,鎳基高溫合金,鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成,只是這些合金由于其塑性區(qū)相對較窄,所以鍛造難度會(huì)相對較大,不同材料的加熱溫度,開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。
猴車上一些對形狀和力學(xué)性能要求較高的部件均采用鍛造成型的方法制造。例如曲軸和連桿體等,由于形狀復(fù)雜這些都很難利用模具鑄造,鍛造不但可以保持材質(zhì)力學(xué)性能的連續(xù)性,還可以改善一部分材質(zhì)的力學(xué)性能。
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