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1、第三节 锻造工艺过程,一、加热,(一) 锻造温度范围的确定 锻造温度范围是指锻件由开始锻造温度 (称始锻温度) 到停止锻造温度 (称终锻温度) 的间隔。,(1) 始锻温度的确定。在不出现过热、过烧等加 热缺陷的前提下，应尽量提高始锻温度，使金属具有良好可锻性。始锻温度一般控制在固相线以下150250。,机械制造基础 第十一章,(2) 终锻温度的确定。 终锻温度过高，停止锻造后金属的晶粒还会继续长大，锻件的力学性能也随之下降；终锻温度过低，金属再结晶进行得不充分，加工硬化现象严重，内应力增大，甚至导致锻件产生裂纹。,(二)金属在加热时易产生的缺陷,1氧化、脱碳 钢加热到一定温度后，表层的铁和炉气
2、中的氧化性气体(02、C02、H20、SO2、)发生化学反应，使钢料表层形成氧化皮(铁的氧化物FeO、Fe304、Fe203)，这种现象称为氧化。大锻件表层脱落下来的氧化铁皮厚度可达78mm，钢在加热过程中因生成氧化皮而造成的损失，称为烧损。,钢加热到高温时，表层中的碳被炉气中的O2、C02等氧化或与氢产生化学作用，生成CO或甲烷而被烧掉。这种因钢在加热时表层碳量降低的现象称为脱碳。,脱碳的钢，使工件表面变软，强度和耐磨性降低。钢中碳的质量分数越高，加热时越易脱碳。,减少脱碳的方法是：,（1）采取快速加热； （2）缩短高温阶段的加热时间，对加热好的坯料尽快出炉锻造； （3）加热前在坯料表面涂上
3、保护涂层。,2过热、过烧,过热是指金属加热温度过高，加热时间过长而引起晶粒粗大的现象。过热使钢坯的可锻性和力学性能下降，必须通过退火处理来细化晶粒以消除过热组织，不能进行退火处理的钢坯可通过反复锻打来改善晶粒度。,二、锻造成形,金属加热后，就可锻造成形，根据锻造时所用的设备、工模具及成形方式的不同，可将锻造成形分为自由锻成形、模锻成形和胎模锻成形等。,第四节 自由锻造,一、自由锻造的特点及设备(视频),(1) 改善组织结构，提高力学性能。通过锻打，金属内部粗晶 结构被打碎；气孔、缩孔、裂纹等缺陷被压合，提高了致密性，金属的纤维流线在锻件截面上合理分布，提高了金属的力学性能。 (2) 成本低，经
4、济性合理。锻压设备、工具通用性好， 生产准备周期短，便于更换产品。 (3) 工艺灵活，适用性强。锻件质量可以从1kg300t， 是锻造大型锻件的唯一方法。 (4) 锻件尺寸精度低。锻件的形状、尺寸精度取决于技术 工人的水平。,自由锻主要用于单件小批、形状不太复杂、尺寸精度要求不高的锻件及一些大型锻件的生产。,2自由锻设备,自由锻设备分两类：一类是产生冲击力的设备，如空气锤和蒸汽一空气锤；另一类是产生静压力的设备，如水压机等。,(1) 空气锤。空气锤的结构简单，操作灵活，维修方便。由于受压缩缸和工作缸大小的限制，空气锤吨位较小，锤击能力也小。空气锤吨位一般在40kg1000kg，常用吨位范围为6
5、5kg750kg。锻锤吨位是指落下部分(锤头、锤杆、活塞和上抵铁等)的质量。 (2) 水压机。水压机是在静压力下使坯料产生塑性变形，工作平稳，噪声小，工作条件好；能产生数万kN压力，锻透深度大；变形速度慢，有利于获得金属再结晶组织，改善了锻件的内部组织。 水压机的缺点是设备庞大，结构复杂，价格昂贵。,机械制造基础 第十一章,二、自由锻造的基本工序 自由锻造工序分三类，即辅助工序、基本工序和精整工序。 自由锻工序简图见下表。,3确定锻造工序 根据自由锻工艺特点及锻件的结构特征，确定采用一个或多个工序的最佳组合。 各类自由锻件采用的锻造工序见下表。,四、自由锻造锻件的结构工艺性,自由锻造锻件结构设计的原则是：除满足使用性能要求外，还要考虑自由锻造的设备、工具及工艺特点，尽量使锻件外形简单，易于锻造,自由锻造锻件结构工艺性见下表。,
