集美大學鍛造知識點整理講解

1、名詞解釋：氧化*:鋼料加熱到高溫時，表層中的鐵與爐內(nèi)的氧化性氣體發(fā)生化學反應，在鋼料表面形成氧化鐵 即氧化皮。脫碳：鋼料表層的碳和爐氣中的某些氣體發(fā)生化學反應，使鋼料表層的碳含量降低，這種現(xiàn)象稱為脫碳。過熱：由于加熱溫度過高，加熱時間過長而引起晶粒過分長大的現(xiàn)象稱為過熱。過燒：金屬加熱到接近其熔化溫度，在此溫度下停留時間過長，顯微組織除晶粒粗大外，晶界發(fā)生氧化、熔化，有時出現(xiàn)裂紋，金屬表面粗糙，甚至呈橘皮狀，稱為過燒。加熱規(guī)范：是指金屬坯料從裝爐開始到加熱完了整個過程，對爐子溫度和坯料溫度隨時間變化的規(guī)定。加熱速度：金屬表面溫度升高的速度。溫度頭：當坯料表面加熱到始鍛溫度時，爐溫和坯料表面的溫

2、差稱為溫度頭。鍛造比：即KL是表示鍛件變形程度的指標，它是指在鍛造過程中，鍛件鍛粗或拔長前后的截面積之比或高度之比。錘鍛模中心：錘鍛模中心指錘鍛模燕尾中心線與燕尾上鍵槽中心線的交點，它位于錘桿軸心線上，應是鍛錘打擊力的作用中心。沖孔走樣及其原因：走樣：開式?jīng)_孔時，坯料高度減小，外徑上小下大，上端面中心下凹，下端面中心凸起的現(xiàn)象。原因：環(huán)壁厚度D0/d太小，D0/d越小，沖孔件走樣越嚴重。聚集規(guī)則：聚集第一規(guī)則：當長徑比巾0 3,且端部較平整時，可在平鍛機一次行程中自由鍛粗到任意大直徑而不產(chǎn) 生彎曲,也允=3。聚集第二規(guī)則：當長徑比巾 也允，在凹模圓柱形模膛內(nèi)聚集時，可進行正常局部鍛粗而不產(chǎn)生折

3、疊所 允許外露的坯料長度f的條件：Dm01.5ck, f &d。Dm01.25d, f 巾允,在凸模錐形模膛內(nèi)聚集時，可進行正常局部鍛粗而不產(chǎn)生折疊所 允許外露的坯料長度f的條件：Dm01.5d0 時，f 2d0Dm01.25d, f 3d0螺旋壓力機力能關系：指一次打擊后毛坯消耗的變形功、機械損耗的摩擦功與打擊力之間的關系。鍛造余塊：為了簡化鍛件外形或根據(jù)鍛造工藝需要，零件上較小的孔、狹窄的凹槽、直徑差較小而長度不大的臺階等難于鍛造的地方，通常需要填滿金屬，這部分附加的金屬叫做鍛造余塊知識點梳理:.自由鍛工序的分類：基本工序：徽粗、拔長、沖孔、芯軸擴孔、芯軸拔長、彎曲、切割、錯移、扭轉(zhuǎn)輔助工

4、序：壓鉗把、倒棱、壓痕修正工序：校正、滾圓、平整.自由鍛工藝規(guī)程內(nèi)容：根據(jù)零件圖繪制鍛件圖；確定坯料的質(zhì)量和尺寸；制定變形工藝和確定鍛造比；選擇鍛造設備；確定鍛造溫度范圍，制定坯料加熱和鍛件冷卻規(guī)范；制定鍛件的技術條件和檢驗要求；填寫工藝規(guī)程卡片。.鋼錠缺陷的位置：鋼錠的內(nèi)部缺陷主要集中在冒口、底部及中心部分，其中冒口和底部作為廢料應予切除。.白點：白點是隱藏在鋼坯內(nèi)部的一種缺陷，會顯著降低鋼的韌性。白點是由于鋼中存在一定量的氫和各種內(nèi)應力共同作用下產(chǎn)生的，當鋼中含氫量較多和熱壓力加工后冷卻太快時容易產(chǎn)生白點。為避免產(chǎn)生白點，首先應提高鋼的冶煉質(zhì)量，盡可能降低氫的含量；其次在熱加工后采用緩慢冷

5、卻的方法，讓氫充分逸出和減小各種內(nèi)應力。氫在650c及350c時，在鋼中擴散速度很大，在此溫度附近保溫停留，便可使氫大量擴散出去。鋼中組織應力是由奧氏體轉(zhuǎn)變引起的。因此，要求奧氏體轉(zhuǎn)變迅速、均勻、完全，則組織應力可減小。珠光體鋼在 620-660 C ,馬氏體鋼在 580-660C及280-320C時奧氏體轉(zhuǎn)變最快，故當鍛件冷卻到上述溫度進行等溫轉(zhuǎn)變時，可 以大大減小組織應力。.鍛造溫度范圍：鍛造溫度范圍是指始鍛溫度和終鍛溫度之間的一段溫度區(qū)間確定原則：金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)應具有較高的塑性和較小的變形抗力，使鍛件獲得良好的內(nèi)部組織和力學性能。 在此前提下，為了減少鍛造火次，降低消耗，提高生產(chǎn)效

6、率并方便現(xiàn)場操作，應力求擴大鍛造溫度范圍。基本方法：運用合金相圖、塑性圖、抗力圖及再結(jié)晶圖等，從塑性、變形抗力和鍛件的組織性能三個方面進行綜合 分析，確定出合理的鍛造溫度范圍，并在生產(chǎn)實踐中檢驗和修訂。.粗鍛的分類及缺陷：分類：平砧徽粗墊環(huán)徽粗局部徽粗徽粗時容易出現(xiàn)鼓肚、側(cè)表面裂紋和內(nèi)部組織不均勻等缺陷。.拔長方法的分類分類：平砧拔長型砧拔長芯軸拔長.芯軸拔長的缺陷：缺陷：芯軸拔長過程中的主要質(zhì)量問題是孔內(nèi)壁裂紋(尤其是端部孔壁)和壁厚不均。原因：內(nèi)壁金屬由于彎曲作用受切向拉應力；內(nèi)孔壁長時間與芯軸接觸，溫度較低，塑性較差。措施：鍛件兩端部鍛造終了的溫度比一般的終鍛溫度高100150 C;鍛造

7、前芯軸應預熱到150250 C.拔長方法：)螺旋式翻轉(zhuǎn)送進法)往復翻轉(zhuǎn)送進法)單面壓縮法.擴孔方法的分類：分類：沖子擴孔芯軸擴孔輾壓擴孔.自由鍛設備噸位確定方法：理論計算法 經(jīng)驗類比法.開式、閉式模鍛三階段及其特點：開式模鍛的三個階段：(1)開始模壓到金屬與模具側(cè)壁接觸為止；(2)金屬充滿模膛；(3)金屬充滿模膛后，多余金屬由飛邊流出。第I階段 由開始模壓到金屬與模具側(cè)壁接觸為止，這個階段的變形猶如孔板間徽粗(在沒有孔腔時猶如自由鍛粗 )。第n階段 在第n階段，金屬也有兩個流動方向：一部分金屬充填模膛；另一部分金屬由橋口處流出形成飛邊，并逐漸減薄。由于模壁阻力，特別是飛邊橋口部分的阻力作用，迫

8、使金屬充滿模膛。此階段金屬在兩個方向流動阻力明顯增大，處于三向壓應力的狀態(tài)，此階段是鍛件的成形的關鍵階段。第出階段 第出階段主要是將多余的金屬排入飛邊槽。此時流動分界面已不存在，變形僅發(fā)生在分模面附近的區(qū)域內(nèi)，其他部位則處于彈性狀態(tài)。變形區(qū)的應力應變狀態(tài)與薄件徽粗相同，如圖5-4所示。此階段是模鍛變形抗力最大的階段。閉式模鍛的三個階段：(1)第I階段一一基本成形階段(2)第n階段一一充滿階段(3)第出階段一一形成縱向飛邊階段第I階段基本成形階段此階段由開始變形至金屬基本充滿模膛。此階段變形力的增加相對較慢。第n階段充滿階段第n階段是由第1階段結(jié)束到金屬完全充滿模膛為止。此階段變形力將急劇增加，

9、但變形量卻很小。此階段開始時，坯料端部的錐形區(qū)和坯料中心區(qū)都處于三向(或接近等)壓應力狀態(tài)。第出階段形成縱向飛邊此階段坯料基本上已成為不變形的剛性體，只有在極大的模壓力作用下，或在足夠的打擊能量作用下，才能使端部的金屬產(chǎn)生變形流動，形成縱向飛邊。這個階段的變形對閉式模鍛有害無益，它不僅影響模具壽命，而且容易產(chǎn)生過大的縱向飛邊，清除比較困難。.錘上模鍛、機械壓力機模鍛、螺旋壓力機模鍛是否打靠：錘上模鍛一一不打靠機械壓力機模鍛一一不打靠螺旋壓力機模鍛一一打靠.平鍛機、水壓機模鍛的特點(圓角、斜度)(鍛模結(jié)構(gòu)、材料)(1)平鍛機：有兩個互相垂直的分模面，斜度可以小一些，甚至個別可以不設分模面。面與面

10、的過渡處要有足夠大的圓角。平鍛模由沖頭、成型凹模、凹模體組成，凹模體(45、40Cr)(2)水壓機模鍛： 液壓機上設有頂出裝置，模鍛斜度可以小一些，甚至不設斜度。上模的斜度應比下模大。圓角半徑宜取大一些。鍛模結(jié)構(gòu)采用整體式或者組合式，模具材料可以使用鑄鋼。分析題：.錘鍛、機鍛分模面的選取(要求畫出兩個鍛件圖)P189錘鍛分模面：分模面的選用涉及選擇鍛造方位和確定分模位置兩個方面。鍛造方位選擇的原則：(1)基本原則： 不允許存在鉛垂方向 (及很小偏角范圍內(nèi)) 平行光線不能直達的區(qū)域， 否則鍛件成形后無法取出。(2)盡量鍛出較多凹擋是選擇鍛造方位需要照顧的重點。(3)模膛深度較淺是鍛造方位選擇的另

11、一重要出發(fā)點。因為模膛太深，難于填充，會增加飛邊消耗；且鍛件難于出模。(4)上模填充效果比下模好得多，所以鍛件的復雜部分及模膛相對深度較大的部分應盡可能由上模成形。分模面位置確定：(1)分模面的具體位置一般選在鍛件側(cè)面的中部，以便實時目測發(fā)現(xiàn)錯差，也便于切邊。(2)注意發(fā)揮塑性成形能較合理分布顯微組織的優(yōu)勢。(3)粗加工的基準避免選在分模線上。機鍛分模面：多數(shù)情況下，機鍛與錘鍛分模面位置相同。由于壓力機具備頂出機構(gòu)，使得機鍛分模面位置可區(qū)別于錘鍛。P75 / P42、43.畫自由鍛鍛件圖(不用標尺寸，只需要畫出余塊余量)鍛件類型：實心圓柱體軸桿類鍛件實心矩形斷面類鍛件 盤餅類鍛件主要工序:鍛件

12、類型基本工序輔助工序修整工序?qū)嵭膱A柱體軸桿類鍛件拔長/鍛粗+拔長倒棱滾圓實心矩形斷面類鍛件拔長/鍛粗+拔長盤餅類鍛件徽粗（墊環(huán)徽粗/局部徽粗）、沖孔倒棱滾圓、平整第三章.金屬鍛前加熱的主要缺陷有哪幾種？產(chǎn)生的原因是什么？有哪些防止措施?氧化鋼料加熱到高溫時，表層中的 鐵與爐內(nèi)的氧化性氣體發(fā)生 化學反應，在鋼料表面形成氧 化鐵即氧化皮。爐氣成分 加熱溫度 加熱時間 鋼的成分采取快速加熱、控制爐內(nèi)氣氛、采用保 護涂料、使用保護氣層、使鋼料與氧化 性氣氛隔絕、少無氧化火焰加熱等措施脫碳鋼料表層的碳和爐氣中的某些氣體發(fā)生化學反應，使鋼料 表層的碳含量降低，這種現(xiàn)象 稱為脫碳。爐氣成分 加熱溫度 加熱時

13、間 鋼的成分進行快速加熱，縮短鋼在高溫區(qū)域停留 的時間；正確選擇加熱溫度， 適當調(diào)節(jié) 和控制爐內(nèi)氣氛，多易脫碳的鋼使爐內(nèi) 保持氧化氣氛，使氧化速度大于脫碳速 度過熱由于加熱溫度過高，加熱時間 過長而引起晶粒過分長大的 現(xiàn)象稱為過熱。金屬過熱 溫度與化 學成分有 關嚴格控制加熱溫度，縮短高溫保溫時 間。裝爐時/、要將金屬放在爐內(nèi)局部局 溫處。應保證鍛件有足夠的的變形量， 鍛造比越大，效果越顯著。適當控制冷 卻速度，以控制析出相的數(shù)量和密度。 避免采用中等冷卻速度過燒金屬加熱到接近其熔化溫度，在此溫度卜停留時間過長， 顯 微組織除晶粒粗大外，晶界發(fā) 生氧化、熔化，有時出現(xiàn)裂紋， 金屬表面粗糙，甚至

14、呈橘皮 狀，稱為過燒。金屬過燒 溫度受化 學成分影 響過燒的金屬小能恢復減少和防止過燒的辦法就是嚴格執(zhí)行 加熱規(guī)范，防止爐子跑溫，/、要把坯料 放在爐內(nèi)局部溫度過高的區(qū)域。裂紋由于溫度/、均，出現(xiàn)表層和心 部的不均勻膨脹，產(chǎn)生的溫度 應力表層和心部先后發(fā)生相變，由 于相變前后組織的比體積發(fā) 生變化，產(chǎn)生組織應力溫度應力和組織應力疊加，超 過強度極限就會產(chǎn)生裂紋導溫性 膨脹系數(shù) 比體積低溫階段緩慢加熱，使溫度與組織分布 均勻.鍛造溫度范圍如何確定？為什么中碳鋼要加熱到單相區(qū)鍛造，而高碳鋼要加熱到雙相區(qū)鍛造？鍛造溫度范圍是指始鍛溫度和終鍛溫度之間的一段溫度區(qū)間確定原則：金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)應具有較

15、高的塑性和較小的變形抗力，使鍛件獲得良好的內(nèi)部組織和力學性能。在此前提下，為了減少鍛造火次，降低消耗，提高生產(chǎn)效率并方便現(xiàn)場操作，應力求擴大鍛造溫度范圍?；痉椒ǎ哼\用 合金相圖、塑性圖、抗力圖及再結(jié)晶圖等，從塑性、變形抗力和鍛件的組織性能 三個方面進行綜合分析，確定出合理的鍛造溫度范圍，并在生產(chǎn)實踐中檢驗和修訂。中碳鋼鍛造溫度處于奧氏體單相區(qū)時，組織均勻，塑性良好；高碳鋼鍛造溫度處于奧氏體與滲碳區(qū)，在此溫度區(qū)間鍛造可借助塑性變形將析出的滲碳體打碎成彌散分布，以避免高于Acm線終鍛后在鍛件冷卻過程中沿晶界析出網(wǎng)狀碳化物.為什么要采用多段加熱規(guī)范？由于高合金鋼冷錠及大型碳素鋼、結(jié)構(gòu)鋼冷錠的導溫性

16、較差，且坯料體積較大，若不采用多段式加熱，讓溫度充分 均勻傳播，會在坯料內(nèi)部形成巨大的溫度應力，可能會導致開裂等缺陷。.均熱保溫的目的是什么？低溫裝爐溫度下保溫目的是減小坯料斷面溫差，防止因溫度應力而引起破裂。中溫800 - 810 c保溫的目的是減小前段加熱后坯料斷面上的溫差，減小溫度應力，并縮短坯料在鍛造溫度下的保溫時間，以減少氧化、脫碳，甚至過熱過燒。對于有相變的鋼種，更需要此階段的均熱保溫，以防止產(chǎn)生組織應力裂紋。鍛造溫度下的保溫，是為了防止坯料中心溫度過低，引起鍛造變形不均，還可以通過高溫擴散作用，使坯料組織均勻化，以提高塑性，減少變形不均。第四章.何謂鍛造比？有什么實際意義？徽粗和

17、拔長時的鍛造比如何表示？鍛造比是表示鍛件變形程度的指標，它是指在鍛造過程中，鍛件鍛粗或者拔長前后的截面積之比或高度之比。鍛造比也是衡量鍛件質(zhì)量的一個重要指標，它的大小能反映鍛造對鍛件組織和力學性能的影響。（隨著鍛造比增大，鍛件內(nèi)部缺陷被焊合，鑄態(tài)樹枝晶被打碎，鍛件的縱向和橫向力學性能均可得到提高；鍛造比超過一定數(shù)值時，由于形成纖維組織，垂直于纖維方向的力學性能急劇下降，導致鍛件出現(xiàn)各項異性。）徽粗：拔長：.拔長時坯料易產(chǎn)生哪些缺陷？是什么原因造成的？如何防止？拔長時易產(chǎn)生如下缺陷：（1）表面橫向裂紋與角部裂紋（2）表面折疊（3）內(nèi)部縱向裂紋（4）內(nèi)部橫向裂紋（5） 對角線裂紋（6）端面縮口（

18、7）孔壁端部裂紋第六章1.鍛件內(nèi)、外圓角半徑如何影響鍛件成型和鍛模壽命？6 3.4鍛件圓角鍛件上凸出或凹下的部位均不允許呈棱邊狀，應當以適當圓角過渡&凸出的圓角稱為處整風,凹下的圓角稱為包鼬氐，鍛件:-太小工鍛件輪庭清晰、美觀，但金屬在相對深度Mb較大的模膛中難于填充“Rl_ ：鍛件輪廓較模糊還可能使切削量不足.L太?。航饘僭谀Ｌ艃?nèi)流動助力大，乃至不利于保持纖維的 連續(xù)性.導致力學性能下降T還容易產(chǎn)生回流，引起折疊。Rn1_主要是增加切削量.模膛：凸、凹圓角正好反于鍛件圓角。Rw?。涸跓崽幚砗褪褂弥校菀滓驊袑е履Ｌ砰_裂。Rn?。耗Ｌ湃菀妆粔核绊戝懠瞿?。為了便于金屬流動和填充，并保

19、證模具壽命，鍛件上的凸、凹圓角半徑宜適當加大。Rw=余量+倒角，Rn= (23) Rw.鍛件公差為何呈非對稱分布？外量尺寸上極限偏差大于下極限偏差，內(nèi)量尺寸上極限偏差小于下極限偏差。實體增大方向一般占公差的2/3,實體減小方向一般占公差的 1/3.這樣有利于穩(wěn)定工藝過程，提高錘鍛模使用壽命。.除考慮收縮率外，熱鍛件圖與鍛件圖還有哪些區(qū)別？(1)形狀方面一一沖孔連皮、工藝余塊、加深狹小且深的模膛、刻意過切、定位余塊(2)尺寸方面一一收縮率(3)圖面表達一一熱鍛件圖上不繪零件輪廓線，不注公差，不標材料牌號，不列與說明形狀無關的技術要求。.飛邊槽的作用和設計原則有哪些？飛邊槽的作用有：(1)造成足夠

20、大的阻力，迫使金屬充滿模腔(2)作為工藝補償環(huán)節(jié)，容納多余金屬，使鍛件體積基本一致(3)終鍛后期(打靠時)，溫度尚高的飛邊如同軟墊，能夠緩解上下模硬碰硬，保護承擊面。 設計原則：.錘鍛模的終鍛模膛和預鍛模膛如何排布？錘鍛模中心：指錘鍛模燕尾中心線與燕尾上鍵槽中心線的交點，它位于錘桿軸心線上， 應是鍛錘打擊力的作用中心。模膛中心：鍛造時模膛承受鍛件反作用力的合力作用點叫模膛中心。終鍛模膛與預鍛模膛布排設計的中心任務是最大限度減小模膛中心對鍛模中心的偏移量。模膛排布的注意事項.1）在鍛模前后方向上，兩模膛中心均應在鍵槽中心線上。2）在鍛模左右方向上，終鍛模模膛中心與燕尾中心線間的允許偏移 量，不應超過規(guī)定的數(shù)值03）一般情況下，終鍛的打擊力約為預鍛的兩倍，為了減少偏心力矩 ，預/終鍛模膛中心至燕尾中心線距離之比，應等于或略小于 1/2,即a/bl./204）預鍛模膛的中心線必須在燕尾的寬度范圍內(nèi)。5）必要時，允許 預鍛模膛存在 錯差量.模膛排布的注意事項：6）對于有寬大頭部的鍛件，可以采用兩臺鍛錘聯(lián)合鍛造，以減小錯 差.7）減小終鍛模膛與預鍛模膛的中心距L,保證模瞠的足夠強度，可 以采用以下方法,平行排列法，前后錯開排列法和反向排列法.6.鍛模破壞主要有哪幾種形式？其原因是什么？破裂一一沖擊破裂、疲勞破裂表層熱裂一一受熱膨脹（拉應力），降溫收縮（壓應力） 磨損一一氧化皮與模膛