鍛造工藝培訓(xùn)資料

1、文件名稱鍛造工藝培訓(xùn)教材第 1版核 準(zhǔn) 審 批審 核編 制發(fā) 布 日 期 實(shí) 施 日 期目 錄一、鍛造的概念31、自由鍛 32、模鍛 33、胎模鍛造 4二、鍛造的工藝性 41、自由鍛造的工藝性 42、模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 4三、鍛造的加熱溫度控制 51、加熱的目的 52、加熱容易產(chǎn)生的缺陷 53、中頻感應(yīng)加熱爐 6四、鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)及控制71、鍛件缺陷的分類 72、鍛件缺陷產(chǎn)生原因 73、鍛件質(zhì)量控制的主要內(nèi)容和方法 9一、鍛造的概念在外力的作用下，使坯料產(chǎn)生局部或全部變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和內(nèi)部組織的鍛件加工方法稱為鍛造。鍛造一般分為自由鍛和模鍛兩大類。1、 自由鍛：利用沖擊力或壓力使金屬

2、在上錘、下砧之間朔性變形，從而得到所需要鍛件的鍛造方法。自由鍛造的特點(diǎn)：工藝靈活、成本低、具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，但精度差、余量大、材料消耗多，生產(chǎn)效率低。主要設(shè)備：蒸汽-空氣錘、液壓機(jī)自由鍛造的基本工序：拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、切邊、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移。2、 模鍛：使坯料在模膛內(nèi)受壓變形的方法，在變形過(guò)程中，由于模膛對(duì)金屬坯料流動(dòng)的限制，金屬坯料充滿模膛，獲得與模膛形狀相同的鍛件。模鍛的特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、鍛件精度高、余量小、操作簡(jiǎn)單。模鍛的主要設(shè)備1） 錘上模鍛：蒸汽-空氣錘、高速錘。2） 壓力機(jī)上模鍛：摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)、模鍛水壓機(jī)。鍛模結(jié)構(gòu)錘上模鍛的鍛模是由帶有燕尾的上模和下模兩部分組成，

3、下模固定在砧座上，上模固定在錘頭上，上模和下模均有相應(yīng)的模膛。鍛模的模膛分為模鍛模膛和制坯模膛兩大類。1） 模鍛模膛可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛兩種2） 制坯模膛有幾種：拔長(zhǎng)模膛、滾擠模膛、彎曲模膛、切斷模膛，還有鐓粗臺(tái)等。3、胎模鍛造：胎膜鍛造是在自由鍛造設(shè)備上使用胎膜生產(chǎn)模鍛件的方法。一般利用自由鍛將坯料初步成型，然后再用胎膜終鍛成型。設(shè)備簡(jiǎn)單，胎膜簡(jiǎn)單，不需要固定在設(shè)備上，適應(yīng)中小批量生產(chǎn)。模具壽命短，勞動(dòng)強(qiáng)度高。二、鍛造的工藝性1、自由鍛造的工藝性：1） 盡量避免鍛造具有錐面和斜面的結(jié)構(gòu)。否則要有專用工具，工藝復(fù)雜，操作不便。2） 自由鍛造不能鍛造出鍛件上簡(jiǎn)單幾何體（面）形成的截交線、相貫

4、線等空間曲線。3） 自由鍛造不應(yīng)設(shè)計(jì)出加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等難以鍛造的表面。4） 應(yīng)將結(jié)構(gòu)復(fù)雜和截面有急劇改變的鍛件，設(shè)計(jì)成幾個(gè)簡(jiǎn)單的鍛件來(lái)焊接。2、模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性1） 模鍛件要選擇合理的分模面，保證鍛件取出方便，成型簡(jiǎn)單。同時(shí)鍛件在分型面上的上下輪廓要一致，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)上下錯(cuò)模，減少毛邊。2） 鍛造制坯的零件上不加工表面中，凡是垂直于表面的立面均應(yīng)設(shè)計(jì)出鍛件斜度，不加工表面形成的角度應(yīng)該設(shè)計(jì)成圓角。3） 鍛件設(shè)計(jì)應(yīng)避免鍛件橫截面相差過(guò)大凸緣薄而高，避免鍛件部分過(guò)于扁薄，鍛件結(jié)構(gòu)過(guò)薄、過(guò)高，冷卻快而且金屬流動(dòng)阻力大，金屬成型困難。4） 模鍛件形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，外形要對(duì)稱；盡可能避免設(shè)計(jì)長(zhǎng)而復(fù)雜的分支。

5、5） 復(fù)雜的鍛件可以考慮采用分段鍛造、焊接組合的結(jié)構(gòu)。三、鍛造的加熱溫度控制1、加熱的目的1）鍛造生產(chǎn)中，金屬毛坯鍛造前一般均要加熱，目的是：提高金屬的朔性，降低變形抗力，容易流動(dòng)成型并獲得良好的鍛后組織和力學(xué)性能。2）加熱方法：按采用熱源不同，金屬毛坯的加熱方法分火焰加熱和電加熱兩大類。3）鍛造溫度45、50鋼的鍛造溫度：始鍛溫度為1200左右，終鍛溫度為800。42GrMo鋼的鍛造溫度：始鍛溫度為1250左右，終鍛溫度為850。2、加熱容易產(chǎn)生的缺陷金屬在加熱過(guò)程中可能產(chǎn)生的曲線有：氧化、脫碳、過(guò)燒、裂紋等。加熱的缺陷直接影響模鍛性能和鍛件質(zhì)量。常見(jiàn)鋼的過(guò)燒溫度：45、50、42GrMo鋼

6、的過(guò)燒溫度為1300。過(guò)燒缺陷：鋼加熱到接近熔化溫度，并在該溫度下長(zhǎng)時(shí)間停留。由于氧化性氣體滲入晶界，與晶界物質(zhì)Fe、C、S發(fā)生氧化，形成易熔共晶氧化物，破壞了晶粒間的聯(lián)系，使鋼完全失去了朔性的現(xiàn)象稱為過(guò)燒。解決辦法：控制加熱溫度。內(nèi)部裂紋缺陷：坯料在加熱過(guò)程中，由于外層溫度高于心部溫度，必然出現(xiàn)外層和里層的膨脹不同，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，稱為溫度應(yīng)力或熱應(yīng)力。溫度高膨脹大的表面因受到溫度低膨脹小的中心部分的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力。相反，溫度低膨脹小的心部受到溫度高膨脹大的表層拉伸作用將產(chǎn)生拉應(yīng)力。解決辦法：加熱截面大和導(dǎo)熱性差的坯料，在低溫階段緩慢加熱。嚴(yán)格控制加熱溫度，加熱設(shè)計(jì)不夠，加熱溫度過(guò)低或沒(méi)有

7、達(dá)到要求的截面溫差時(shí)，低朔性的鍛坯心部變形會(huì)出現(xiàn)裂紋。3、 中頻感應(yīng)加熱爐1） 電源：工業(yè)與民用交流電的頻率是50HZ，叫工頻電流，頻率大于2000HZ叫中頻電流，頻率超過(guò)50000HZ叫做高頻電流。鍛造感應(yīng)加熱設(shè)備使用中頻或工頻電流。2） 電源頻率的選擇：用高頻電流感應(yīng)加熱，加熱層的深度小于1mm，不適應(yīng)鍛造加熱。用中頻或工頻電流感應(yīng)加熱可以將工件加熱透，加熱時(shí)間的高低取決于電流頻率的選擇是否恰當(dāng)。3） 鍛造加熱溫度的測(cè)量：有目視測(cè)量、儀表測(cè)量光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)、輻射感溫計(jì)、光電比色高溫計(jì)等。4） 紅外線測(cè)溫計(jì)：紅外線測(cè)溫計(jì)是光電高溫計(jì)和比色計(jì)的新發(fā)展，具有更好的測(cè)溫性能和工作條件適應(yīng)性

8、。5） 火焰顏色與溫度對(duì)照桔黃色：9001050 深黃色：10501150淡黃色：11501250黃白色：125013006） 操作中頻感應(yīng)加熱爐注意事項(xiàng)開(kāi)機(jī)前：清干凈爐膛內(nèi)氧化皮，導(dǎo)軌是否變形、漏水、卡料，爐膛是否有裂紋，通上冷卻水，壓力大于0.2Pa，通上氣源，壓力大于0.5Pa。運(yùn)行中：觀察工藝參數(shù)是否正確（電壓、頻率、溫度）。關(guān)機(jī)時(shí)：清空坯料，繼續(xù)水冷到常溫。異常停電時(shí)：按應(yīng)急預(yù)案啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)供應(yīng)冷卻水冷卻中頻機(jī)，把爐膛內(nèi)坯料推出。不合格品：欠溫料、過(guò)燒料要及時(shí)轉(zhuǎn)入隔離區(qū)，掛上標(biāo)識(shí)，寫(xiě)上材料爐號(hào)。四、鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)及控制1、鍛件缺陷的分類：按生產(chǎn)過(guò)程分類：原材料生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的缺陷、鍛造

9、過(guò)程產(chǎn)生的缺陷、熱處理過(guò)程產(chǎn)生的缺陷。按工藝順序分：原材料冶金缺陷、下料工藝缺陷、加熱工藝缺陷、鍛造工藝缺陷、冷卻工藝缺陷、清理工藝缺陷、熱處理工藝缺陷。2、鍛件缺陷產(chǎn)生原因：1）由下料產(chǎn)生的常見(jiàn)缺陷A、切斜，坯料端部彎曲帶毛刺:切斜的毛坯容易缺料、鐓粗不好定位容易彎曲，模鍛時(shí)容易形成折疊。B、坯料斷面凹陷或凸起：容易產(chǎn)生折疊和裂紋。 2）由加熱產(chǎn)生的常見(jiàn)缺陷A、過(guò)熱：加熱溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成晶粒粗大的現(xiàn)象。鋼的力學(xué)性能，特別是塑性和沖擊韌性降低。通過(guò)正火或退火可以使過(guò)熱消除。B、蛤蟆皮表面：坯料由于過(guò)熱，晶粒粗大而引起的。C、過(guò)燒：爐溫過(guò)高或坯料在高溫區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起。晶界被氧化，晶界強(qiáng)

10、度被破壞，不可以再用。 加熱裂紋：坯料尺寸大，導(dǎo)熱性差，加熱速度快，心表溫差大引起的。D、脫碳：鋼在高溫下表層的炭被氧化，零件的強(qiáng)度和疲勞性能下降。E、未熱透引起心部開(kāi)裂：保溫時(shí)間不夠未熱透，心部塑性差引起。 3）有鍛造引起的缺陷A、鼓肚表面開(kāi)裂：一次鐓粗量過(guò)大，產(chǎn)生縱裂。B、縱向條狀裂紋：對(duì)圓棒料進(jìn)行拔長(zhǎng)由圓形壓成方形過(guò)程中。C、角裂：在拔長(zhǎng)后坯料的四根棱上零散出現(xiàn)的拉裂裂口。坯料拔長(zhǎng)后，棱角部分溫度低，金屬流動(dòng)性能差產(chǎn)生拉應(yīng)力而開(kāi)裂。D、內(nèi)部橫向裂紋：在坯料縱向斷面上沿高度方向出現(xiàn)的條狀裂紋。拔長(zhǎng)時(shí)送料比小于0.5時(shí)、在坯料軸向?qū)a(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便在該處引起橫向裂

11、紋。 E、折疊：在外觀上折疊和裂紋相似，觀察低倍折疊外流線彎曲，如果是裂紋則流線被切斷。高倍觀察裂紋底部尖，折疊底部圓鈍，兩側(cè)氧化較嚴(yán)重。折疊是鍛造過(guò)程中已經(jīng)氧化過(guò)的表面金屬匯合在一起形成的。模鍛件的折疊主要是飛邊不正被壓入鍛件或模鍛時(shí)金屬發(fā)生對(duì)流或回流引起的。F、局部充填不足：毛坯加熱不足、金屬流動(dòng)性差、預(yù)鍛模膛和制坯模膛設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備噸位小都可能引起這些缺陷。G、模鍛不足：鍛件在分型面垂直方向的所有尺寸都增大，超出圖紙的規(guī)定。飛邊橋部阻力大、設(shè)備噸位不足、毛坯體積或尺寸偏大、鍛造溫度低、模膛磨損過(guò)大等均可引起欠壓。 H、錯(cuò)位：模鍛件上半部分和下半部分沿分型面產(chǎn)生錯(cuò)位。模膛安裝不正或錘頭與

12、導(dǎo)軌間隙過(guò)大，或者鍛模沒(méi)有平衡錯(cuò)位的鎖扣或?qū)е鶗?huì)引起錯(cuò)位。J、表面魚(yú)鱗甲狀傷痕：鍛件表面粗糙，是由于潤(rùn)滑劑選擇不當(dāng)，質(zhì)量欠佳，或者潤(rùn)滑不均勻，造成局部沾模所致。 4）由于切邊產(chǎn)生的裂紋A、切邊裂紋：切邊時(shí)由于材料塑性低引起開(kāi)裂。B、殘留毛刺：切邊模間隙大，刃口磨損過(guò)大，或者切邊模安裝不精確所致。C、表面壓傷：由于凸模與模鍛件形狀不吻合或推壓面太小引起。D、彎曲或扭曲變形：由于切邊凸模鍛件的接觸面太小，或出現(xiàn)不均勻接觸引起。 5）鍛后冷卻不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷：A、冷卻裂紋：冷卻速度太快產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力引起。B、冷卻變形：在鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和冷卻不均勻引起。 3、鍛件質(zhì)量控制的主要內(nèi)容和方法 為

13、了保證鍛件的圖紙尺寸精度和力學(xué)性能要求，必須對(duì)鍛件的質(zhì)量進(jìn)行控制，即必須對(duì)從原材料到鍛后熱處理的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，保證生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定和產(chǎn)品的一致。鍛件質(zhì)量的控制包括：材料入廠檢驗(yàn)、中間檢驗(yàn)（半成品）、最終檢驗(yàn)（成品鍛件）和工模具、設(shè)備和儀表調(diào)整、檢驗(yàn)和檢測(cè)工具等生產(chǎn)手段的控制。鍛前加熱工序和鍛后熱處理工序是特殊工序，其質(zhì)量特性無(wú)法精確測(cè)量或無(wú)法經(jīng)濟(jì)測(cè)量，主要靠嚴(yán)格的過(guò)程參數(shù)控制來(lái)控制質(zhì)量。 1）鍛件質(zhì)量控制 原材料的質(zhì)量控制：材料化學(xué)成分、質(zhì)保書(shū)、標(biāo)識(shí)、規(guī)格、表面質(zhì)量。 模具質(zhì)量的控制：模具的檢驗(yàn)、模具調(diào)整、模具修理。 加熱質(zhì)量的控制：紅外線測(cè)溫儀、電流、電壓、送料電機(jī)頻率。 鍛造工序的控制：首檢、自檢、巡檢、記錄。 熱處理質(zhì)量的控制：控制熱處理工藝參數(shù)、自檢、巡檢、記錄、探傷。 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和可