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收藏词条   编辑词条 锻造

创建时间:2008-08-02

用锤击或压制的方法对坯料施加压力,使之产生塑性变形的金属塑性加工方法。锻造加工的优点是,适应性强,能生产各种材质、形状和尺寸的锻件;在保证设计强度的情况下可以减轻零件的重量,节约金属材料和机械加工工时;可进行大批量锻件的生产,生产效率高;能较好地改善某些合金钢或其他金属材料的组织性能。锻造的缺点是,设备庞大复杂,能耗大,效率低,成本高。锻造加工的生产方法,在机械、交通运输、冶金和采矿等工业部门中起着重要的作用。在机械制造业中,各种机床、发电机和电动机的主轴、齿轮和涡轮叶片等都需经过锻造制成;在交通运输业方面,各种汽车、火车、拖拉机和船舶的曲轴、连杆等重要零件都需要锻造制坯;冶金、采矿工业中,锻造生产用于合金钢、钛合金的开坯(见锻压开坯),以提高合金的组织和性能,轧钢机的轧辊,矿山设备的主轴、凿岩用的钎头等也需锻造成形;国防工业的兵器、飞机、运载火箭等也离不开锻造加工;在轻工机械和日用品中的锻造产品随处可见,如刀、剪、锤头、钳子、锹和镐等。

锻造加工历史悠久,早在公元前4000多年新石器时代末期,人类就锤击天然红铜来制造装饰品和用品。中国在公元前11世纪就有锻造记载,约在公元前两千年以前,已有用冷锻工艺制造的工具,如甘肃省齐家文化遗址出土的红铜器,就有明显的锤击痕迹。商代(公元前17世纪初~前11世纪)采取加热锻造工艺把陨铁锻造成武器。春秋后期出现用块炼熟铁的方法经过反复加热锻造生产工具的技术。到了明代已有热锻船锚的描述。《天工开物》锻造篇对千钧锚的锻造工艺已有详细记载并有附图。这说明中国古代锻造技术已达到相当高的水平。古代和中世纪的锻造是靠人们抡铁锤锻打而进行的。当时虽然已掌握了较完善的锻造技术,但只能靠体力进行操作,这就限制了锻造产品的尺寸向大型化发展。锻造业进一步发展的标志就是使用机器,最先使用的是手拉滑车落锤锻造。到公元1300年采用水力传动来带动锻锤锻造。直到1842年英国制成第一台蒸汽锤以后,人类才广泛应用动力进行锻造。到19世纪德国和英国又发明了皮带落锤,而欧洲另一些国家以及美国发展了夹板锤来模锻武器零件。随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤,模锻工艺逐步得到推广。20世纪后随着汽车工业的高速发展,热模锻也迅速地发展起来了。但由于锻锤锤击时的噪声和震动对人体健康和环境的影响,热模锻压力机、平锻机和无砧座锻锤逐步代替普通锻锤,减少了震动和噪声,提高了生产效率。精密模锻、热挤压等新工艺的应用,高精度和高寿命模具的出现,以及锻造操作机、机械手和机器人等在锻造生产中的应用,均给锻造生产自动化、机械化提供了广阔的发展前景。

锻造按使用工具和设备的不同可分为自由锻和模锻两大类。

自由锻      分为手工自由锻、锤上自由锻和压力机上自由锻。自由锻适用于单件小批量生产,灵活性大。某些合金钢和钛合金的开坯以及大型锻件的锻造都必须使用自由锻。

模锻(模型锻造)       把模具分别装在锻压设备的活动部分(锤头)和固定砧块上进行的锻造加工。在自由锻造设备上使用可移动的模具生产锻件的锻造方法叫做胎模锻造。模锻因使用的锻造设备的不同可分为锤上模锻、模锻压力机上模锻、平锻机上模锻、摩擦压力机上模锻和液压机上模锻等。按变形温度的不同又分为热锻、温锻和冷锻。在金属再结晶温度以上进行锻造叫热锻,热锻可提高金属的塑性减少变形抗力,降低锻造设备的能量消耗和提高锻件的内在质量。热锻的缺点是锻件精度低,表面质量差等。在高于室温低于再结晶温度的锻造叫温锻。温锻件精度比热锻件高,表面较光洁,变形抗力较高。冷锻在常温下进行。冷锻件的尺寸和形状精确,表面光洁,通常不需再加工就可以应用,加工工序少,便于实现自动化生产。冷锻时金属变形抗力大,一般只适用较软的金属锻造。

模锻按变形时的特点,又可分为开式模锻和闭式模锻两种。

随着工业技术的发展,模锻技术也在不断地发展,出现了精密模锻、等温模锻、多向模锻、液态模锻、高速模锻和粉末模锻等方法。这些方法有的在工业生产中大量被采用,也有的仍处在试验研究阶段。

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