锻造有几种分类

根据锻造温度，可以分为热锻、温锻和冷锻。钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。

根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。

1、自由锻。指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。

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，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造技术水平的高低。

按照材料分，模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义，就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。

挤压应归属于模锻，可以分为重金属挤压和轻金属挤压。

闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺，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。

3、碾环。碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件，也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。

4、特种锻造。特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。例如，辊锻可以作为有效的预成形工艺，大幅降低后续的成形压力；楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件；径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。

锻模

根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品，例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。

锻造设备的模具运动与自由度是不一致的，根据下死点变形限制特点，锻造设备可分为下述四种形式：

1、限制锻造力形式：油压直接驱动滑块的油压机。

2、准冲程限制方式：油压驱动曲柄连杆机构的油压机。

3、冲程限制方式：曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。

4、能量限制方式：利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。

为了获得高的精度应注意防止下死点处过载，控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精度和锻模寿命有影响。另外，为了保持精度，还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度，调整下死点和利用补助传动装置等措施。

滑块

还有滑块垂直和水平运动(用于细长件的锻造、润滑冷却和高速生产的零件锻造)方式之分，利用补偿装置可以增加其它方向的运动。上述方式不同，所需的锻造力、工序、材料的利用率、产量、尺寸公差和润滑冷却方式都不一样，这些因素也是影响自动化水平的因素。

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砂型铸造虽然有很多优点，但是砂型铸造的铸件其尺寸精度和表面质量及内部质量在某些方面不能满足要求，因此出现了与砂型铸造有显著区别的其他铸造方法，统称为特种铸造。常用的有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。特种铸造方法有很多优点，绝大多数方法获得的铸件尺寸精度高、表面光滑，易于实现少切削、无切削加工；铸件的力学性能和内部质量较好；金属浇注液消耗少，工艺出品率高；多数工艺方法简单，易于实现机械化和自动化，可以改善劳动条件、提高劳动生产率。

（1）熔模铸造。

熔模铸造又称失蜡铸造，是用易熔材料（如蜡料）制成精确的可熔性模样并组装成蜡模组，然后在模样表面反复涂上若干层耐火材料，经过干燥、硬化成整体壳型，再加热型壳，熔去蜡模，经高温熔烧制成耐火型壳，将液体金属浇入型壳中，金属冷凝后敲掉型壳获得铸件的方法。其生产流程如图5-2所示，包括：压制蜡模、制作蜡模组、制模壳、熔模（失蜡）、焙烧模壳、填砂、浇注、清理等过程。

图5-2　熔模铸造的生产流程熔模铸造的优点是铸造精度高，表面质量好；适用于各种铸造合金，特别是一些高熔点合金和难以切削加工的合金铸件；可铸造出形状复杂的薄壁铸件。但是熔模铸造工艺繁杂，生产周期长；原材料价格贵，铸件成本高；影响铸件质量的因素多，必须严格控制各道工艺的质量。所以熔模铸造是一种精密铸造，是少切削和无切削加工工艺的重要方法，它主要用于汽轮机、涡轮发动机的叶片与叶轮、纺织机械、汽车、拖拉机、风动工具、机床、电气、仪器上的小零件及刀具、工艺品等。

（2）金属型铸造。

金属型铸造是将液态金属在重力作用下浇入金属铸型内以获得铸件的方法。金属铸型常用铸铁、铸钢或其他合金制成。因为金属铸型可以重复浇注几百次以至于数万次，所以，又有“永久型铸造”之称。

金属型铸造与砂型铸造相比有很多优点：金属铸型导热快，冷却速度快；一个金属铸型可以反复使用，生产效率高；金属型铸件的尺寸精度高，表面质量好。但是金属铸型本身的制造成本高，周期长，金属铸型冷却速度快，容易产生冷隔、浇不足等铸件缺陷。因此，生产中必须严格控制金属铸型铸造的浇注温度、金属铸型预热温度和开型时间。所以它不宜生产形状复杂的薄壁铸件，主要用于生产铝、镁、铜等低熔点的有色金属铸件，如活塞、气缸体等。

（3）压力铸造。

压力铸造是将液态金属在高压作用下充填金属铸型，并在保持压力的情况下凝固成铸件的铸造方法。常用压力铸造的压力为5～70MPa，有时高达200MPa，充型速度为5～100m/s，充型时间很短，一般只有0.1～0.2s。为了承受高压、高速金属液的冲击，压铸模材料一般使用耐热合金钢制造。压力铸造在压铸机上进行，压铸机种类较多，目前应用较多的是卧式冷压室压铸机，其工作原理如图5-3所示。

图5-3　卧式冷压室压铸机的工作原理压力铸造的优点是：铸件尺寸精度高，表面质量好；强度和硬度等力学性能高；可铸造形状复杂的薄壁铸件，可嵌铸其他材料；易于实现机械化、自动化生产，生产效率高。缺点是：压铸模制造周期长，设备投资大，压型制造成本高。铸件内部常有气孔和氧化物夹杂。压力铸造主要用于薄壁且形状复杂的熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件的大批量生产，广泛用于汽车、仪表、航空、电气及日用品铸件的生产中。

（4）离心铸造。

离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型内，在离心力作用下充填铸型，凝固后获得铸件的方法。根据铸型旋转的空间位置不同，离心铸造机有立式和卧式两类。离心铸造的成形过程如图5-4所示。

离心铸造的优点是熔融的金属在离心力作用下凝固成形，故铸件组织致密，没有缩孔、气孔和渣眼等缺陷，力学性能高。铸造具有圆形内腔的铸件时，不需要型芯和浇注系统，提高了金属材料的利用率。离心铸造的缺点是靠离心力铸出内孔，尺寸不精确，且内壁非金属夹杂多，需要增大内孔的切削余量。离心铸造常用于铸造水管、套类空心旋转体铸件，以及双层金属（如缸套铜衬）复合材料铸件的生产。

图5-4　离心铸造成型过程

<<锻造技术问答>>

内容提要

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本书以问答的形式，介绍锻造原理、锻造前处理、锻造设备、锻造工艺及注意事项、锻造后处理、多种难锻金属的锻造特点和工艺、特种锻造方法，以及锻模的制造、使用和维护等内容，针对性强，便于读者理解和解决生产中遇到的实际问题。

本书适宜从事锻造生产的技术人员使用。

目录

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第一章 锻造成形基础

1.1 什么是锻造？锻造怎样分类？各有什么特点？

1.2 锻造生产工艺过程一般是怎样的？锻造成形的实质是什么？

1.3 什么是镦粗变形？主要工艺特点是什么？

1.4 什么是压入变形？主要工艺特点是什么？

1.5 什么是拔长变形？主要工艺特点是什么？

1.6 什么是冲孔变形？主要工艺特点是什么？

1.7 常用的扩孔方法有哪些？主要工艺特点是什么？

1.8 什么是弯曲变形？

1.9 什么是扭转变形？如何实现？

1.10 什么是挤压变形？工艺实现有什么特点？

1.11 什么是开式模锻？影响开式模锻成形的因素有哪些？

1.12 什么是闭式模锻？有什么特点？什么是体积偏差？如何控制？

1.13 什么是变形的不均匀性与协调性？有何危害？

1.14 什么是电热镦粗？

1.15 什么是刚端？刚端与变形区的变形流动互有什么影响？如何加以利用？

1.16 什么是主作用内力？它在毛坯内的分布规律是怎样的？

1.17 什么是折叠？分为哪些种类？对流汇合型与局部压入型折叠各是怎样形成的？

1.18 表层移动型折叠和回流卷曲型折叠各是怎样形成的？两者有何区别？如何控制？

1.19 锻造过程中的摩擦分哪几种？各有什么特点？

1.20 锻造时摩擦系数受哪些因素的影响？

第二章 锻造变形前工序

2.1 锻造常用的原材料有哪些？锻造用原毛坯怎样获得？

2.2 锻造生产常用钢材的牌号有哪些？

2.3 锻造常用有色金属及特殊合金的牌号有哪些？

2.4 对锻造原材料有哪些要求？如何检验？

2.5 锻造所用型材有哪些常见的缺陷？如何去除？

2.6 什么是下料？剪切下料的装置、过程和特点是怎样的？如何保证剪切质量？

2.7 什么是锯切下料？有哪些种类？各有什么特点？

2.8 什么是冷折下料？有什么特点？冷折缺口怎样开设？

2.9 什么是砂轮片切割、电火花切割、气割？各有什么特点？

2.10 锻前加热的目的是什么？加热方法有哪些？原理及选择原则是什么？

2.11 什么是电阻炉加热、接触电加热和盐浴炉加热？各有什么特点？

2.12 什么是感应电加热？有什么特点？各种电加热方法的应用范围是怎样的？

2.13 什么是氧化？其危害是什么？影响氧化的因素有哪些？怎样减少氧化？

2.14 什么是脱碳？其危害是什么？影响脱碳的因素有哪些？怎样避免脱碳？

2.15 什么是过热和过烧？其危害是什么？怎样避免过热和过烧？

2.16 加热内应力的种类、产生原因及在毛坯内分布是怎样的？

2.17 什么是锻造温度范围？确定锻造温度范围的方法是什么？

2.18 什么是锻造加热规范？如何表示？加热规范中的装料炉温如何确定？

2.19 加热速度如何表示？如何确定加热速度？

2.20 均热保温包括哪些内容？如何确定保温时间？总加热时间如何确定？

2.21 少无氧化加热的方法有哪些？如何进行快速加热？

2.22 什么是介质保护加热？具体有哪些方法？

2.23 少无氧化火焰加热的具体方法有哪些？

2.24 测定加热温度有哪些方法？

第三章 铸造常用设备

第四章 锤上模锻

第五章 其它设备上锻造

第六章 锻造变形后工序

第七章 特殊金属锻造

第八章 特殊锻造方法

第九章 锻模

参考文献

作者介绍

他们之间的铸造性能是：将熔炼好河南大山有色金属的液态金属浇注到与零件形状相适应的铸造空腔中，冷却后获得铸造件的方法称为铸造

铸造性能通常包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、吸气性、铸造应力及冷裂纹倾向等

金属材料的铸造性能是指金属能否用铸造方法获得合格铸件的能力，包括：流动性、收缩性、偏析倾向等特性。

流动性是指液态金属充满型腔的能力收缩性是指金属从液态凝固成固态时收缩的程度偏析倾向是指金属凝固后内部产生的化学成分及组织的不均匀程度。

金属材料的可锻性是指金属材料在受锻压后,可改变自己的形状而不产生破裂的性能.金属的可锻性随着钢中的含碳量的和某些降低金属塑性等因素的合金元素的增加而变坏.碳钢一般均能锻造,低碳钢可锻性最好,锻后一般不需热处理中碳钢次之,高碳钢则较差.锻后需热处理.当含碳量达2.2%时,就很难锻造了.低合金钢的锻造性能,近似于中碳钢高合金钢锻造比碳钢困难.对比碳钢性能有如下特点：导热系数低,特别是含铬及镍较多的高合金钢的导热系数比碳钢低得多

锻造温度范围窄,变形河南大山有色金属抗力大硬化倾向性大。

砂型铸造尺寸精度不高，表面粗糙，生产率低，质量不稳定，劳动强度大等。 凡是与传统的普通砂型铸造有一定区别的铸造方法，统称为特种铸造。 一、金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型（即金属型）中获得铸件的方法。（永久型铸造）优点：下芯、合型比较方便。精度高，劳动条件好。 2、缺点：上型排气困难，开型和取出铸件均不方便。 3、应用：主要适用于大批量生产中小型有色金属合金铸件；如铝合金、镁合金、铜合金等。也可用金属型生产形状简单的黑色金属铸件。浇注低熔点的合金（如锡合金、镁合金等）时，可选用灰铸铁。浇注铝合金、铜合金时，可选用合金铸铁。浇注铸铁和钢时，必须选用碳钢和合金钢等。 二、压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。 1、优点：铸件质量好，生产效率高，经济效益好 2、缺点：压铸型结构复杂，制造费用高，生产周期长；金属液充型速度大，凝固快，补缩困难，铸件中容易产生小气孔和缩松等缺陷。 3、应用：大批量生产中小型有色金属合金铸件，其中以锌合金、铝合金压铸件应用最为广泛。 三、离心铸造：将熔融金属浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。 1、优点：在离心力的作用下凝固成形，致密性好，铸件内部不易产生缩孔、气孔、渣气孔等缺陷。金属型冷却快，铸件晶粒细小，因而力学性能较高。金属液的充型能力好，可以铸造薄壁铸件和流动性差的合金铸件。 2、缺点：铸件内孔直径尺寸不准确，内表面粗糙，加工余量大；在浇注冷凝过程中，密谋较大的组织容易集中于表层，产生化学成分不均匀的缺陷（容易产生偏析的合金如铅青铜就不能用离心铸造法生产铸件）。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器 3、应用：多用于浇注各种金属的圆管状铸件，如各种套、环、管等。以及可以铸造各种要求组织致密、强度要求较高的成型铸件，如小叶轮、成型刃具等。 四、熔模铸造：又称失蜡铸造。用易熔材料如蜡料制成模样（蜡模），在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样的型壳经高温焙烧后即可浇注的铸造方法。 1、优点：铸件质量好，可浇注形状复杂的铸件，可产生各类金属材料的铸件。 2、缺点：操作过程繁杂、生产周期长、成本较高，不能铸造较大的零件。一般都在20kg以下。 3、应用：凡是形状复杂、机械加工困难的零件；均可考虑采用熔模铸造。目前应用最多的是生产碳钢和合金钢铸件。 五、低压铸造：将铸型安置在密封的坩埚上方，坩埚内通往压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，使金属由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。 1、优点：能生产出组织致密的工件，对薄壁、耐压、防渗的铸件有利；金属液充型平稳、无飞溅和冲击现象，不容易产生夹砂、气孔等缺陷。 2、缺点：坩埚和升液管长期受金属液的浸蚀，使用寿命较低。 3、应用：目前应用最多的是铝合金，在铜合金和铸铁生产中也有应用。

铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:

①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。

②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

1、黑色金属又称钢铁材料，包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁，含碳0.0218%~2.11%的钢，含碳大于

2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

扩展资料

金属机械性能

应力的概念，物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。

机械性能，金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。

金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等。

参考资料来源：搜狗百科-金属材料