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發(fā)表于 2012-6-2 08:45:21
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鍛造技術(shù)及種類7 y6 A2 W6 ~ |8 ?8 h4 o
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* F2 v" K1 B4 o9 d# `2006-7-18 14:56:30 【文章字體：大 中 小】 打印 收藏 關(guān)閉
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8 E/ |, J; N' M5 }) P 鍛造; E; `* ?8 l% W8 Q/ v+ f* G
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對金屬坯料（不含板材）施加外力,，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸,、形狀及改善性能,用以制造機(jī)械零件,、工件、工具或毛坯的成形加工方法,。
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0 s5 e# M v1 S; o% Z 鍛造的種類和特點(diǎn); g" V0 F0 ~! ?
5 K" A: x2 n3 t m2 s1 N2 F 當(dāng)溫度超過300℃-400℃（鋼的藍(lán)脆區(qū)）,，達(dá)到700℃-800℃時(shí)，變形阻力將急劇減小,，變形能也得到很大改善,。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同,，可分為冷鍛,、溫鍛、熱鍛三個(gè)成型溫度區(qū)域,。原本這種溫度區(qū)域的劃分并無嚴(yán)格的界限,，一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛,，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛,。
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8 T8 S/ k/ P4 [3 j% \) A3 V3 X0 v 在低溫鍛造時(shí)，鍛件的尺寸變化很小,。在700℃以下鍛造,，氧化皮形成少，而且表面無脫碳現(xiàn)象,。因此,，只要變形能在成形能范圍內(nèi)，冷鍛容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度,。只要控制好溫度和潤滑冷卻,，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時(shí),，由于變形能和變形阻力都很小,，可以鍛造形狀復(fù)雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件,，可在900℃-1000℃溫度域內(nèi)用熱鍛加工,。另外，要注意改善熱鍛的工作環(huán)境,。鍛模壽命（熱鍛2-5千個(gè),，溫鍛1-2萬個(gè)，冷鍛2-5萬個(gè)）與其它溫度域的鍛造相比是較短的，但它的自由度大,，成本低,。5 w+ k; r- R; H
# Z8 y; H& E) H# h0 p$ t 坯料在冷鍛時(shí)要產(chǎn)生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載,，因此,，需要使用高強(qiáng)度的鍛模和采用防止磨損和粘結(jié)的硬質(zhì)潤滑膜處理方法。另外,，為防止坯料裂紋,，需要時(shí)進(jìn)行中間退火以保證需要的變形能力。為保持良好的潤滑狀態(tài),，可對坯料進(jìn)行磷化處理,。在用棒料和盤條進(jìn)行連續(xù)加工時(shí)，目前對斷面還不能作潤滑處理,，正在研究使用磷化潤滑方法的可能,。 , l1 y" F: y* P9 Q- y
7 y1 V5 b( {/ \3 @$ i6 X1 l 根據(jù)坯料的移動方式，鍛造可分為自由鍛,、鐓粗,、擠壓、模鍛,、閉式模鍛,、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊,，材料的利用率就高,。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊,，鍛件的受力面積就減少,，所需要的荷載也減少。但是,，應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制,，為此要嚴(yán)格控制坯料的體積，控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量,，努力減少鍛模的磨損,。
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L: }% c% i& W8 {; w 根據(jù)鍛模的運(yùn)動方式，鍛造又可分為擺輾,、擺旋鍛,、輥鍛,、楔橫軋,、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工,。為了提高材料的利用率,，輥鍛和橫軋可用作細(xì)長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的,，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比,，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式,，加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展,，因此，很難保證精度,，所以,，將鍛模的運(yùn)動方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜,、精度高的產(chǎn)品,。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件,。
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鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動與自由度是不一致的,，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：
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) E# H2 @/ c1 e8 w* a$ _ · 限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動滑塊的油壓機(jī),。
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$ x3 f# @, n# \) P( E: K! C · 準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī),。
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· 沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動滑塊的機(jī)械式壓力機(jī),。
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4 j1 _2 G( z$ v- ?* C% y+ K · 能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī),。
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為了獲得高的精度應(yīng)注意防止下死點(diǎn)處過載，控制速度和模具位置,。因?yàn)檫@些都會對鍛件公差,、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外,，為了保持精度,，還應(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度,，調(diào)整下死點(diǎn)和利用補(bǔ)助傳動裝置等措施,。& E; z5 _, ?/ G9 F9 o5 @
; G' F2 X! K$ {# u 此外，根據(jù)滑塊運(yùn)動方式還有滑塊垂直和水平運(yùn)動（用于細(xì)長件的鍛造,、潤滑冷卻和高速生產(chǎn)的零件鍛造）方式之分,，利用補(bǔ)償裝置可以增加其它方向的運(yùn)動。上述方式不同,，所需的鍛造力,、工序,、材料的利用率、產(chǎn)量,、尺寸公差和潤滑冷卻方式都不一樣,，這些因素也是影響自動化水平的因素。( D& p! u1 E/ u
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鍛件與鑄件相比有什么特點(diǎn)5 N8 z6 C5 W& c
`% T( i/ ^" ?4 K0 B8 n W4 R3 V, O 金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,。鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶,，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織,，使鋼錠內(nèi)原有的偏析,、疏松、氣孔,、夾渣等壓實(shí)和焊合,，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能,。, e( {8 X/ h4 F# o3 T) F1 Y8 V2 Z
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一般說來,，鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外,，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性,， 使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整,，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長的使用壽命采用精密模鍛,、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件,，都是鑄件所無法比擬的,。
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3 b# d( V9 _# l* @) E 飛機(jī)鍛件
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1 n" ?8 g# B' c4 J; X. s! x 按重量計(jì)算，飛機(jī)上有85%左右的的構(gòu)件是鍛件,。飛機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪盤,、后軸頸（空心軸）、葉片,、機(jī)翼的翼梁, 機(jī)身的肋筋板,、輪支架、起落架的內(nèi)外筒體等都是涉及飛機(jī)安全的重要鍛件,。飛機(jī)鍛件多用高強(qiáng)度耐磨,、耐蝕的鋁合金、鈦合金,、鎳基合金等貴重材料制造,。為了節(jié)約材料和節(jié)約能源，飛機(jī)用鍛件大都采用模鍛或多向模鍛壓力機(jī)來生產(chǎn),。
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汽車鍛6 a G. t- u/ ?9 U% X
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按重量計(jì)算,，汽車上有17%-19%的鍛件,。一般的汽車由車身、車箱,、發(fā)動機(jī)、前橋,、后橋,、車架、變速箱,、傳動軸,、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等15個(gè)部件構(gòu)成汽車鍛件的特點(diǎn)是外形復(fù)雜、重量輕,、工況條件差,、安全度要求高。如汽車發(fā)動機(jī)所使用的曲軸,、連桿,、凸輪軸、前橋所需的前梁,、轉(zhuǎn)向節(jié),、后橋使用的半軸、半軸套管,、橋箱內(nèi)的傳動齒輪等等,，無一不是有關(guān)汽車安全運(yùn)行的關(guān)鍵鍛件。, [" R; ^2 E7 x! @* q& i
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柴油機(jī)鍛件& `8 E, G. x0 }6 V$ x
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柴油機(jī)是動力機(jī)械的一種,，它常用來作發(fā)動機(jī),。以大型柴油機(jī)為例，所用的鍛件有汽缸蓋,、主軸頸,、曲軸端法蘭輸出端軸、連桿,、活塞桿,、活塞頭、十字頭銷軸,、曲軸傳動齒輪,、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十余種,。
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) g4 t) m) K1 N0 {' o' _8 C+ ^ 船用鍛件0 \9 p* t8 J0 m; `) C \( a
$ v) U* V% s* r5 R 船用鍛件分為三大類,，主機(jī)鍛件、軸系鍛件和舵系鍛件,。主機(jī)鍛件與柴油機(jī)鍛件一樣,。軸系鍛件有推力軸,、中間軸艉軸等。舵系鍛件有舵桿,、舵柱,、舵銷等。
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兵器鍛件
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鍛件在兵器工業(yè)中占有極其重要的地位,。按重量計(jì)算,，在坦克中有60%是鍛件�,；鹋谥械呐诠�,、炮口制退器和炮尾，步兵武器中的具有膛線的槍管及三棱刺刀,、火箭和潛艇深水炸彈發(fā)射裝置和固定座,、核潛艇高壓冷卻器用不銹鋼閥體、炮彈,、槍彈等,，都是鍛壓產(chǎn)品。除鋼鍛件以外,，還用其它材料制造武器,。4 m) _! s% R! T
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石油化工鍛件
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% w% w X. m' Q7 Q! y0 a% U 鍛件在石油化工設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。如球形儲罐的人孔,、法蘭,，換熱器所需的各種管板、對焊法蘭催化裂化反應(yīng)器的整鍛筒體（壓力容器）,，加氫反應(yīng)器所用的筒節(jié),，化肥設(shè)備所需的頂蓋、底蓋,、封頭等均是鍛件,。" u+ _# u' N" n% h
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礦山鍛件
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按設(shè)備重量計(jì)算，礦山設(shè)備中鍛件的比重為12-24%,。礦山設(shè)備有：采掘設(shè)備 卷揚(yáng)設(shè)備 破碎設(shè)備 研磨設(shè)備 洗選設(shè)備 燒結(jié)設(shè)備,。
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5 e1 s/ [ [" w) u+ b+ n 核電鍛件6 {. G( U) S4 }; \, O3 ^/ c
( A4 @% x! H; Q! N 核電分為壓水堆和沸水堆兩類。核電站主要的大鍛件可分為壓力殼和堆內(nèi)構(gòu)件兩大類,。 壓力殼含：筒體法蘭,、管嘴段、管嘴,、上部筒體,、下部筒體、筒體過渡段,、螺栓等,。 堆內(nèi)構(gòu)件是在高溫,、高壓、強(qiáng)中子幅照,、硼酸水腐蝕,、沖刷和水力振動等嚴(yán)峻條件下工作的，所以要選用18-8奧氏不銹鋼來制作,。
+ m; R( S5 v' ~" M3 A
+ K! S3 l: m: B' l3 p 火電鍛件
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5 l+ p0 P- T1 P2 S; [( @ 火力發(fā)電設(shè)備中有四大關(guān)鍵鍛件,，即汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和護(hù)環(huán)，以及汽輪機(jī)中的葉輪與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子,。/ b8 w) ?5 p# F4 X, r
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水電鍛件 . d: L: T1 ?) B8 x+ c- R8 ?
b2 I2 E9 z0 l1 F% ?4 u) ^ 水力發(fā)電站設(shè)備中的重要鍛件有水輪機(jī)大軸、水輪發(fā)電機(jī)大軸,、鏡板,、推力頭等。
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( }( p8 p3 K' Y+ Z0 g" H- t信息來源： 無錫鍛壓協(xié)會
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