【大学资料】锻造新工艺.doc

5.1等温锻造（Isothermalforging）5.2粉末锻造（Powderforging）5.3精密模锻(Precisionforging)5.4半固态模锻(Semi-solidforging)5.5超塑性锻造(Superplasticforging)5.6连铸连锻(Continuouscastingandforging)5.7液态模锻(Liquiddieforging)5.8辊锻（Rollerforging）5.9环轧（Ringrolling）5.10摆动辗压(Swingrolling)5.11横轧与斜轧（Crossrollingandskewrolling）5.12径向锻造（Radialforging）第5章锻造新工艺我们知道金属加工的最终目的是提供零件这些件来自于铸造（液态金属凝固）、粉末冶金（金属粉末压实）、（固体金属的）成形和（切除金属的）切削。锻造实际是固体金属成形的一种金属加工方法。锻造与其它方法结合便涌现出一系列新的方法即锻造新工艺。因此锻造新工艺是在相关理论和工艺的基础上发展而来的。有的工艺目前处于应用研究阶段有的处于探索阶段。本章介绍一些新工艺的概念、原理及工艺参数等。5.1等温锻造（Isothermalforging）顾名思义等温锻造为恒定温度下的锻造而常规锻造为一定温度区间（始锻温度-终锻温度）内的锻造。前者具有明显的优点由于等温锻造必然组织均匀制品性能均匀。5.2粉末锻造（Powderforging）与铸造相比粉末锻造之前的铸造过程被粉末处理过程所替代因此粉末锻造的工艺发生了变化。粉末热锻的工艺流程为：粉末原料→预成形坯→烧结→加热→锻造。由于粉末锻造是在普通粉末冶金和精密模锻工艺基础上发展而来的因此它具有如下特点：1）粉末预成形坯通过加热锻造的途径提高了制品的密度因此使制品的性能接近甚至超过同类熔铸制品的水平；2）保持了粉末冶金工艺制造坯料的特点因为粉末预成形坯含有80%左右的孔隙其锻造应力比普通熔铸材料要低很多；3）材料的利用率达80%以上；4）制品的精度高、组织结构均匀、无成分偏析；5）能够锻造难于锻造的金属或合金和各种复杂形状的制品例如难变形的高温铸造合金。5.3精密模锻（精锻）(Precisionforging)精锻的方法有三种：高温精锻（热精锻）、中温精锻（温精锻）和室温精锻（冷精锻）。高温精锻时坯料在控制气氛中加热以防止坯料产生氧化和脱碳。通常采用的是少氧化火焰加热炉炉温1200℃时CO2/CO≤0.3H2O/H2≤0.8便可以实现少氧化加热此时的空气过剩系数控制在0.5左右。中温精锻是在尚未产生强烈氧化的温度范围内加热坯料并完成精锻的一种加工方法。例如45号钢的抗拉强度到600℃时为室温时的一半。600℃以上的抗拉强度较低碳钢在600-850℃范围内无强烈的氧化现象因此此种条件下锻造可使锻件达到较高的精度和较低的表面粗糙度。室温精锻取消了毛坯锻前加热不存在坯料氧化问题。但是为了顺利进行冷精锻常须进行润滑处理改善表面的状态。5.4半固态模锻(Semi-soliddieforging)半固态模锻是将半固态坯料加热至半固态温度后迅速转移至金属模膛中在机械静压力作用下使处于半熔融态的金属产生粘性流动、凝固和塑性变形复合从而获取毛坯或零件的一种锻造新工艺。5.5超塑性锻造(Superplasticforging)超塑性锻造指在利用材料的超塑性性能进行的锻造。超塑性指材料在一定的组织和热力学条件（温度、应变速率、应变）下获得大于100%拉断延伸率的一种成形方式。不同的材料在不同的条件下可以展现超塑性。经典超塑性材料要求组织为细晶、热稳定、应力小、应变速率低、应变速率敏感性为0.5左右。近年来出现了金属间化合物、陶瓷、复合材料的超塑性发展和丰富了经典超塑性的内容出现了溶质拖曳蠕变较高的延伸率和高应变速率超塑性。普通锻造是热成形过程应变速率比较高。为了获得较好的塑性需要在高温低应变速率下进行锻造。一些先进材料超塑性成形的条件如表1所示表1一些先进材料超塑性成形的条件材料晶粒尺寸温度应变速率m值延伸率µmK1/s%Ti-25Al-10Mo-3V-1Mo12238×10-50.5-0.6887Fe3(AlSi)100112310-4