锻压工艺学-锻造-自由锻造.ppt

锻前加热
锻造温度：始锻温度和终锻温度间的温度间隔。
要求：
始锻温度：主要受过热、过烧的限制。
终锻温度：锻造结束之前金属还具有足够的塑性
注意的问题：亚共析钢：应在A3以上15～50C左右锻造。
低碳钢(C<0.3％)：GS线(A3)以下的两相区(+)也有足够的塑性，因此终锻温度可在GS线以下。
过共析钢：高于A1(SE线)50～100C以上。自由锻造
概述
自由锻造：只用简单的通用工具，或在锻
造设备的上、下砧间直接对坯料施加外
力，使坯料产生变形而获得所需几何形状
及内部质量的锻件的加工方法。
手工锻造：
锤上自由锻造：生产中、小型自由锻件。
液压机上自由锻造：生产大型自由锻件。
第一章锤上自由锻造
第一节自由锻造的基本工序
自由锻造的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、
扭转、切割和锻焊。
一、镦粗
镦粗：
局部镦粗：
用途：由横断面积较小的毛坯得到横断面积较大
而高度较小的锻件；冲孔前增大毛坯横断面积和
平整毛坯端面；提高锻件的力学性能和减少力学
性能的异向性；破碎合金工具钢中的碳化物，并
使其均匀分布。

平砧镦粗工艺参数：
压下量H、相对变形H、对数变形δH、前后的
高度之比KH。

或

式中H0、H镦粗前、后坯料的高度；δH坯
料高度方向的对数变形，；H坯料

高度方向的相对变形，。图1-1平砧镦粗图l—3镦粗时变形程度沿轴向和径向的分布
h—高度方向变形程度第I区：困难变形区。
原因：（1）；（2）。
后果：铸态组织不易破碎和再结晶的结果，仍保留粗大的铸态组织。短毛坯（H/D≤0.5)镦粗：
较高的毛坯(H/D3)镦粗：常常先要产生双鼓形。镦粗时的注意事项：
1)为防止纵向弯曲，毛坯高度与直径之比
应在一定范围。
镦粗前毛坯端面应平整，并与轴心线垂
直。
镦粗前毛坯加热温度应均匀。
2)注意每次的压缩量及终锻温度。
3)对有皮下缺陷的锭料，镦粗前应进行倒
棱制坯。目的：5)镦粗时毛坯高度应与设备空间相适应。在锤上
镦粗时，应使

式中H—锤头的最大行程；
h0—毛坯的原始高度。
6)镦粗高合金低塑性材料锻锤吨位的确定：二、拔长
拔长：
拔长变形特点：每送进压下一次，只部分
金属变形。
锻造比（简称锻比）KL来表示：
拔长变形计算：1．矩形断面毛坯的拔长（1）送进量大小对变形的影响
送进量较小：
送进量较大：
通常：l=(0.4~0.8)b，b平砧宽度。图l—15拔长时的变形分布图1-10表面横向裂纹（2）送进量和压下量对质量的影响图1—13内部横向裂纹2．圆断面毛坯的拔长
原因：①通过AB及BC两个面将力传给毛坯的其它部分，形成横向应力R；②变形主要集中在上、下部分，轴心部分金属变形很小，使变形金属主要沿横向流动，并对轴心部分作用以附加拉应力。
图1-22平砧大压下量拔长时坯料的变形情况拔长圆断面毛坯的两种方法：
(1)在平砧上，先将圆断面毛坯压成矩形断面，再将矩形断面毛坯拔长到一定尺寸，然后再压成八角形，最后锻成圆形，主要变形阶段是矩形断面毛坯在平砧下拔长。
(2)在型砧(或摔子)内进行拔长，利用工具的侧面
压力限制金属的横向流动，迫使金属沿轴向伸长。拔长时的注意事项：
（1）拔长操作
(2)每次锤击的压下量应小于材料塑性所允许的数值，为保证不产生局部夹层：
1)每次压缩后的锻件宽度与高度b／h<2～2.5。
2)单边压下量h/2应小于送进量l。
(3)沿方形毛坯的对角线锻压，应锻得轻些，以免中心部分产生裂纹。
（5）拔长锻件端部，为防止端部内凹和夹层现象，端部压料长度的最小值应满足下列规定：
1)对圆形断面：A>0.3D
2)对矩形断面：
当B/H>1.5时，A>0.4B;
当B/H《1.5时，A>0.5B。
（6）拔长台阶轴锻件时三、芯轴拔长
一种减小空心毛坯外径(壁厚)而增加其长度的锻
造工序。预冲孔的直径dl如小于芯轴的直径，则拔长前需进行扩孔，坯料尺寸取H0D0为宜。芯轴上拔长的主要质量问题：内孔壁易产生裂
纹，尤其是在两端。
方法和工具：
1)对薄壁的空心件应在型砧内拔长。
2)对厚壁空心件，可用平砧，但必需先锻成六角
形再进行拔长，达到一定尺寸后再锻成圆形。
3)对H/d≤1.5的空心件，可不用芯轴，直接用冲
头拔长。
温度要求：四、冲孔
在坯料中冲出透孔或不透孔的工序。要质
量问题：“走样”、裂纹和孔冲偏等。1．“走样”
2．裂纹
3．孔冲偏
冲孔时，毛坯高度H一般小于直径D，个别情况，采用H／D≤1.5。
实心冲子冲孔时，坯料高度按以下考虑：
当时，取H0=(1.1～1.2)H；

时，取H0=H

式中H—冲孔后要求的高度；
H0—冲孔前坯料的高度。
注意事项：
1)冲孔前坯料必需镦粗，使端面平整，高度减小，直径增大；
2)冲头必需放正，打击方向应和冲头