㈠ 普通锻件如何确定机械加工余量和锻件公差
普通锻件(全部表面或部分表面需要机械加工,而非加工表面尺寸公差和光洁度要求不严的那些锻件)均经机械加工成为零件。考虑到在模锻过程中,由于毛坯在高温条件下产生表皮氧化、脱碳、以及合金元素蒸发或其它污染现象,导致锻件表面光洁度不足,甚至产生表面层机械性能不合格或其它缺陷;由于毛坯体积变化及终锻温度波动,使得锻件尺寸控制不定;由于锻件出模的需要,型槽壁带有斜度,使得锻件侧壁添加敷料;由于型槽磨损和上下模难免的错移现象,导致锻件尺寸出现偏差;由于形状复杂,难以锻造成形,所有这些原因使锻件不仅应加上机械加工余量,而且还得规定适当的锻件尺寸公差。
锻件上每一项尺寸都是在零件相应尺寸的基础上,加上机械加工余量而确定上来的。锻件上有些尺寸比零件尺寸大(外形尺寸),有些尺寸比零件尺寸小(内孔尺寸),还有些尺寸保持不变(净锻表面)。
锤上模锻件单边余量和高度公差可查阅相关加工手册。锻件上凡是需要机械加工的部位,都应给予加工余量。此外,一些重要的承力件,要求100%取样试验或者为了检验与机械加工定位的需要,还得考虑必需的工艺余块。余量大小决定于零件尺寸、加工精度和光洁度的要求。过大的加工余量,将增加切削加工量和金属损耗;加工余量不足,则将增加锻件的废品率。制订加工余量和锻件尺寸公差的方法,主要有二种。一是按照锻锤吨位,或称吨位法;二是按照零件形状尺寸查表确定。应当指出,各部门工厂生产锻件所采用的加工余量的锻件尺寸公差标准是多种多样的,有部颁标准和厂用标准等。
锻件的实际尺寸不可能与名义尺寸相等,如前所述,由于受到各种工艺因素的影响,无论是高度方向还是水平方向尺寸都会有偏差,因而对锻件应规定允许的尺寸偏差范围,这对于控制锻模工作寿命和锻件检验都是必要的。锻件尺寸公差具有非对称性,即正公差比负公差大一些。这是由于高度方向影响尺寸发生偏差的根本原因是锻不足,而型槽底部磨损及分模面压陷引起的尺寸变化却是次要的。水平方向的尺寸公差也是正公差较负公差大,这是考虑到型槽磨损、锻件错移是无法避免的现象,而且均属于增大锻件尺寸的影响因素。此外负公差是指锻件尺寸的最低界限,不宜过大;而正公差的大小不会导致锻件报废,因而有所放宽。这就是正公差大于负公差的另一原因。因此,锻件最大允许尺寸是锻件名义尺寸加以正公差;锻件最小允许尺寸是锻件名义尺寸减以负公差。
㈡ 锻造工艺复习资料
1.锻造钢的宏观缺陷:折叠 、划痕、 发纹 。
2下料:金属切削机床下料{车床下料,片砂轮下料,锯床下料(圆盘锯,弓锯床) 、气割下料 、 压力加工机床下料(冲床下料、冲剪机下料、 摩擦压力机下料 、锤上下料)}
3.剪切导致的缺陷:断面裂纹Y、 断面剪切斜度X 过大 、 毛刺M 、断面上产生的凹陷W 、较大的压痕Z
4跑合期: 为了使锯条的高度均匀,也是齿尖经过微小磨损后耐磨切,提高锯条的使用寿命。
5润化作用 :减小模膛表面磨损,减小金属流动阻力,便于脱模。
6钢的软化退火的目的:为了减少变形抗力,提高塑性
7磷化处理的目的:使刚的坯料表面发生化学反应,生成磷酸盐被摸,作为剂的保持曾润层。
8常规加热方法:火焰加热和电加热(电阻加热(电阻炉 盐浴炉 接触电阻) 感应加热)
9氧化(烧损):金属在高温加热时表层的离子和炉内的氧化性气体产生化学反应,使表面生成氧化物,这种现象叫做氧化
10本质晶粒度:钢加热到930°时所具有的奥氏体晶粒的大小
11实际晶粒度:钢在某一具体热处理条件下所获得的奥氏体晶粒度大小
12裂纹产生的应力:温度应力、组织应力、残余应力
13火焰加热:是一种传统的加热方法,它是利用燃料燃烧时产生的热量,通过对流,辐射把热能传给坯料表面再有表面向中心传导,使整个坯料加热
14空气消耗系数:燃料燃烧实际供给的空气量与理论计算空气质量之比
15消除加热时的氧化措施:快速加热、 控制加热炉内炉气的性质 、 炉内应保持不大的正压力、 以防吸入炉外的就空气 、 介质保护加热
16锻造的温度范围:坯料开始锻造是的温度(始端温度和结束的的温度(终端温度)之间的温度区间
17红脆现象:在高温下,当纯铁产生铁素异构转变时,由于微观组织发生变化,体积突变,晶体体积发生膨胀。虽然体积变化不大,但在较低温度时的固态中却能产生较大的组织应力,这种组织应力若超过铁素体的晶界强度,会造成应力集中,晶界联系较弱,引起塑性恶化,严重影响了锻造性能。人们把高温下发生的这种现象称之为红脆现象
18自由锻件的分类:饼块类,空心类、轴杆类、曲轴类、弯曲类、复杂形状类。
加热规范:就是指坯料从装炉开始到加热完成,整个过程对炉子温度和坯料温度随时间变化的规定
1) 核心问题是,确定金属在加热过程中不同的时期的加热温度,加热速度和加热时间
2)最大可能加热速度:炉子按最大供热能量升值时所能达到的加热速度。
19 钢料允许加热速度:在不破坏金属完整性的条件下所能允许的加热速度
20最小保温时间:能够使钢料温差达到规定的均匀程度所需要的最短保温时间
最大保温时间是不产生过热,过烧 缺陷的最大允许保温时间
1)过热:是指热处理时由于加热温度过高和保温时间过长,使奥氏体粗大而引起的力学性能恶化现象,常用正火工艺弥补;
2)过烧:加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或溶化,导致晶界弱化等。
21 锻件冷却时产生的缺陷有:裂纹、 网状碳化物 、白点
常规的冷却形式有:空冷、 坑冷 、炉冷
22模锻过程:镦粗阶段 充满型腔阶段 打靠阶段
23减小平砧镦粗缺陷的工艺有:预热磨具,使用润滑剂。 侧凹坯料镦粗。 软金属垫镦粗。 叠料镦粗。 套怀内镦粗。
24自由锻的工序分为 基本工序(锻粗 拔长 冲孔 心轴扩孔 心轴拔长 弯曲 切割 错位 扭转 锻接)辅助工序 修正工序
25.锻造比(简称锻比)是表示锻件变形程度的一种方法,也是保证锻件品质的一个重要指标。
26开式模锻三个阶段锻塑、充填模膛,打靠。
27.闭式模锻的三个变形阶段:基本变形、充满模膛、形成纵向毛刺。
28.常用模架:压板式模架,楔块压紧式,键式模架
29模块的紧固形式:斜楔紧固,压板紧固,焊接紧固
30螺旋压力机的导向形式:导柱导套,导销,凸凹模自身导向,锁扣
31.胎膜种类很多,用于制胚的 摔模、扣模和弯曲模;用于成型的有套模、垫模和合模;用于休整的有校正模、切边模、冲孔模和压印模
32.模锻工艺过程方案:单件模锻,调头模锻,一头多件模锻,一模多件模锻
33.终锻模膛由模膛本体,飞边槽和钳口三部分组成
34.模锻前清理胚料氧化皮的方法有:用钢丝刷,刮板,刮轮等工具,或用高压水清理,
35.在锤上模锻时采用前胚工步,可去除一部分热胚料上的氧化皮
36.对于模锻后或热处理后锻件上的氧化皮,常用方法有滚筒清理,喷砂(丸)清理,抛丸清理及酸洗清理
37取轴向分模;锻件形状较复杂部分,应尽量安排在上模。
38镦粗的方式有 1,垫环镦粗:坯料在单个垫环或两个垫环上镦粗
2,局部镦粗:坯料只是进行局部镦粗
39拔长品质的影响因素:送进量和压下量的影响。 砧子形状的影响 拔长操作的影响
40锻造工艺过程分类:锤上模锻、热模锻压力机模锻、螺旋压力机模锻、平砧机模锻、水压机模锻、高速锤模锻和其他专用设备模锻
41燕尾槽的作用:使模块固定在锤头上,使燕尾底面与锤头底面紧密结合
简答
1脱碳的危害 :在加热时钢发生了脱碳,会是锻件表面硬度和强度指数降低,耐磨性也降低,从而影响零件的使用性能,如果脱碳层厚度小于机械加工余量,则没有危害
如果坯料在加热过程中的某一温度下内应力超过他的强度极限,那么就要产生裂纹,内应力有: 温度应力 、组织应力、 残余应力
2锻造的温度范围确定的基本原则是:要求坯料在锻造温度范围内锻造时金属具有良好的塑性和较低的变形抗力,保证锻件质量,段出优质的锻件,并且锻造温度范围竟可能宽广一些,以便减少加热次数,提高锻件生产率,减少热损失
3装炉温度下保温的目的是:为了防止金属在温度应力下引起破坏。700~850°下保温的目的是为了减少前端的加热后钢料断面上的温差,从而减少钢料断面内的温度应力,使锻造温度下保温时间不至过长。锻造温度下保温的目的是减少钢料断面断面温差是温度均匀。
4自由锻的特征:工具简单 通用性强灵活性大,适合但见火小批量生产
工具与毛坯部分接触,逐步变形所需设备功率笔锻模小得多,可断大型锻件也可锻造多种多样,变形程度很大的锻件。
靠人工操作,可控锻件的形状和尺寸,紧蹙差,效率低,劳动强度大
5锻粗后网格变形的三个区域 I 难变区 该区受端面摩擦的影响,变形十分困难;II大变形区,处于坯料中段受摩擦影响小,温度降低最慢,应力状态有利于变形。III小变形区,变形程度介于I区和II区之间。
6自由端工艺过程规程:根据零件图绘制锻件图,确定坯料的质量和尺寸;制定变形工艺过程及选用工具;确定设备吨位;选择锻造温度范围,制定坯料的加热和锻件的冷却规范;制定锻件热处理规范;提出短剑的技术条件和检验要求;填写工艺过程卡片。
7锻件图是在零件图的基础上考虑加工余量,锻件公差,锻造余块,检验试样及操作用夹头等因素绘制面域。
8模具形状对金属变形的影响:控制锻件的形状和尺寸,控制金属的变形方向,改变变形区的应力场,提高金属的塑性,控制坯料的失稳,提高成型极限。
9.把各个流动平面的中心线连接起来,使得到锻件的中性面的金属变形方向与模具运动方向平行,中性面以外的金属变形方向与模具变形方向垂直。
10.开式模锻时影响成型的主要因素:模膛尺寸和形状的影响(变形金属与模膛之间的摩擦系数,模锻斜度,圆角半径R,模膛深度和宽度,模具温度);飞边槽的影响;设备工作速度的影响。
11飞边槽包括桥部和仓部,桥部的主要作用是阻止金属外流,迫使金属充满模膛。仓部的作用是容纳多余的金属,以免金属流到分模面上,影响上下模具打靠。
12.使顶镦不产生折叠的经验经总结以后的数学表达式,称为顶镦规则:(1)当毛坏的端面平整且垂直于棒料轴线,其变形部分的长度 与 之比(长径比)小于3时,可以一次顶镦成型。(2)在凹模中聚料时,当聚料直径 =1.50 ,A≤1.25 ,即使局部镦粗长径比超过允许值,也可进行正常的局部镦粗而不产生弯曲折叠。(3)在冲头的锥形模膛内聚料时,当 =1.5 ,A≤2 ;或 =1.25 ,A≤3 时,也可进行正常的局部镦粗而不产生折叠。
13.锤锻模由上下两部分模块组成,两模块借助燕尾、锲铁和键块分别紧固在锤头和下模座的燕尾槽中。燕尾的作用是时模具在左右方向定位。键块的作用是时模块在前后方向定位。
14.冷镦件用于最终锻件的检验和校正模的设计,也是机械加工部门制定加工工艺过程、设计加工夹具的依据;热锻件图是对冷镦件图上各个尺寸相应地加上热胀量绘制的。
15.分模面选择原则:尽可能采用直线分模,使锻件结构简单,防止上下模错移;尽可能将分模位置选在锻件侧面中部,这样易于生产过程中发现上下模错移;对头部尺寸交大的长轴累锻件可以折线分模,使上下模膛深度大致相等,使尖角处易于充满;当圆饼累锻件H≤D时,应采用径向分模,不易采36.冲孔连皮的形式:平底连皮,斜底连皮,带仓连皮,压凹
16.错移力平衡措施(1)对小锻件可以成对进行锻造(2)当锻件较大,落差较小时,可以将锻件倾斜一定角度(3)如果锻件落差较大,用第二种方法解决不好时,可采用平衡锁扣(4)如果锻件落差很大,可以联合采用(2)(3)种方法
17.锤子模锻与强度有关的破坏形式主要有四种:(1)在燕尾根部转角处产生裂纹(2)在模膛深处沿高度方向产生的纵向裂纹(3)模壁打断(4)承击面打塌
18.切边模和冲孔模主要由冲头(凸模)和凹模组成,切边时,锻件放在凹模洞口处,在冲头的推压下,锻件的飞边被凹模剪切,同锻件分离.由于冲头凹模之间有间隙在剪切过程中伴有弯曲拉伸现象通常切边冲头推压锻件,只起传递压力的作用.冲孔时情况相反,冲孔凹模只起支撑锻件的作用,冲孔冲头只起剪切作用
19拔长效率的影响因素1.送进量的影响2.压下量的影响拔长时增大压下量不但可提高生产率,还可强化心部变形,有利于锻合内部缺陷3.砧子形状的影响4.拔长操作的影响拔长质量影响因素
20中小钢锻件的热处理: 退火、正火、淬火、回火 退火目的:1降低硬度、改善切削加工性。2细化晶粒,改善力学性能。3消除内应力、以防锻件变形或开裂,稳定工作尺寸,减少淬火是的变形或开裂倾向4。提高塑性,便于冷加工。
21磨具形状对金属变形的影响:控制锻件形状和尺寸 控制金属的变形方向 改变变形区的应力场 提高金属的塑性 控制坯料失稳,提高成型极限
22死区:在挤压过程中位于挤压筒与挤压模交界处金属不发生塑性变形的区域,也称前端弹性变形区
形成原因:主要是凹模模膛底部的摩擦的影响,愈靠近凹模模膛侧壁处摩擦阻力愈大,而孔不较小,因此死区一般呈三角形。
23预断模膛设计的必要性:预断模膛是用来制坯后的坯料进一步变形,合理的分配到坯料各部位的金属体积,使其接近锻件外形,改善金属在终端模膛内的流动条件,保证终端时的成型饱和;避免折叠、裂纹或其他缺陷,减少终锻模膛的磨损,提高磨具寿命。 不利影响:增大了锻件的平面尺寸、使模锻中心不易与模膛中心重合,导致偏心打击,增大错移量,降低锻件尺寸精度,使锻模和锻杆受力状态好、恶化影响锻模和锤杆的寿命。
24制坯模膛的设计的必要性:为了初步改变原坯料的形状,合理的分配坯料。以适应锻件横截面积和形状要求,使金属能较好的充满行腔。
25减少错移的措施有:设计模锻中心尽可能与锤杆中心一致,分模面有落差时要采取平衡措施;模锻上设导锁或导销;与相同吨位模锻锤相比,适合选取吨位偏大的自由锤锻,以克服打击力不足,砧块跳动过大的缺点;调整自由锻锤的导轨间隙,加强导轨对锤头的导向作用;固定胎模中的模膛安排,应参考锤上模锻的设计原则、。
㈢ 锻造时,有哪些自由锻造的基本工序
我是永鑫生锻造厂的师傅回答您这个问题我比较在行,一般自由锻造的工序有以下几个:
镦粗:坯料高度减小,横截面积增大,常用于锻造加工饼块类锻件,空心锻件在冲孔前使坯料横截面增大和平整。锻造轴杆类锻件可 提高后续拔长工序的锻造比;提高锻件的横向力学性能和减小力学性能的异向性。
拔长:坯料横截面积减小,长度增加用于轴杆类锻件成形或者是改善锻件内部质量。
冲孔:在坯料上锻造加工出通孔或半通孔,锻造带孔锻件和空心锻件。
弯曲:将坯料弯成规定的外形,锻造各种弯曲锻件。
扩孔:有冲子扩孔、芯轴扩孔两种,减小空心坯料壁厚而增加其内、外径,锻造各种圆环锻件。
芯轴拔长:减小空心坯料壁厚而增,加其长度,锻造各种长筒锻件。
错移:将坯料的一部分相对另,一部分错开,锻造曲轴类锻件。
扭转:将坯料的一部分相对另一部分绕其相同轴线旋转一定角度,锻造曲轴、麻花钻、地脚螺栓等。
剁切:将坯料剁断(切断)或部分分离,切断坯料。
㈣ 自由锻造的基本工序
自由锻造的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割及锻接等。 【拔长】也称延伸,它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种:
1、在平砧上拔长。
2、在芯棒上拔长。锻造时,先芯棒插入冲好孔的坯料中,然后当作实心坯料进行拔长。拔长时,一般不是一次拔成,先将坯料拔成六角形,锻到所需长度后,再倒角滚圆,取出芯棒。为便于取出芯棒,芯棒 的工作部分应有1:100 左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加, 壁厚减小, 而内径不变,常用于锻造套筒类长空心锻件。 【镦粗】是使毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序。 镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织,减小力学性能的异向性。 镦粗与拔长的反复进行,可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。
镦粗主要有以下三种形式:
1、 完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上, 在上砧的锤击下, 使坯料产生高度减小,横截面积增大的塑性变形。
2、 端部镦粗。将坯料加热后,一端放在漏盘或胎模内,限制这一部分的塑性变形,然后锤击坯料的另一端, 使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法, 多用于小批量生产;胎模镦粗的方法, 多用于大批量生产。在单件生产条件下,可将需要镦粗的部分局部加热,或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷,然后进行镦粗。
3、 中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大,两端断面小的锻件,例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前,需先将坯料两端拔细,然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击,使坯料中间部分镦粗。
为了防止镦粗时坯料弯曲,坯料高度h与直径d之比h/d ≤ 2.5 。 【冲孔】是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。 冲孔的方法主要有以下两种:
1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3~3/4深度时,取出冲头,翻转坯料,再用冲头从反面对准位置,冲出孔来。
2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时,坯料置于垫环上,一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置,用锤击方法打入坯料,直至孔穿透为止。 【弯曲】采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序,称为弯曲。
常用的弯曲方法有以下两种:
1、 锻锤压紧弯曲法。 坯料的一端被上、下砧压紧,用大锤打击或用吊车拉另一端,使其弯曲成形。
2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。 可能由于坯料在锻压时送进量小于单面压下量而造成的。
㈤ 请问锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷有哪些
锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量,有的则严重影响锻件的性能,降低所制成品件的使用寿命,甚至危及安全。因此,为提高锻件质量,避免锻件缺陷的产生,应采取相应的工艺对策,同时还应加强生产全过程的质量控制。本章概要介绍三方面的问题:锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷;锻件质量检验的内容和方法;锻件质量分析的一般过程。
(一)锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求,其中主要包括:强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等,对高温工作的零件,还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。锻造生产中,采用合理的工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:1)打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部孔隙,提高材料的致密度;2)铸锭经过锻造形成纤维组织,进一步通过轧制、挤压、模锻,使锻件得到合理的纤维方向分布;3)控制晶粒的大小和均匀度;4)改善第二相(例如:莱氏体钢中的合金碳化物)的分布;5)使组织得到形变强化或形变相变强化等。由于上述组织的改善,使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高,然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。但是,如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理,则可能产生锻件缺陷,包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。
(二)原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件,如原材料存在缺陷,将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高,对锻件的成形和质量都会带来较大的影响,例如:S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相,使锻件易出现热脆。为了获得本质细晶粒钢,钢中残余铝含量需控制在一定范围内,例如Al酸0.02%~0.04%(质量分数)。含量过少,起不到控制晶粒长大的作用,常易使锻件的本质晶粒度不合格;含铝量过多,压力加工时在形成纤维组织的条件下易形成木纹状断口、撕痕状断口等。又如,在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢中,Ti、Si、Al、Mo的含量越多,则铁素体相越多,锻造时愈易形成带状裂纹,并使零件带有磁性。如原材料内存在缩管残余、皮下起泡、严重碳化物偏析、粗大的非金属夹杂物(夹渣)等缺陷,锻造时易使锻件产生裂纹。原材料内的树枝状晶、严重疏松、非金属夹杂物、白点、氧化膜、偏析带及异金属混人等缺陷,易引起锻件性能下降。原材料的表面裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成锻件的表面裂纹。
(三)锻造工艺过程对锻件质量的影响锻造工艺过程一般由以下工序组成,即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。锻造过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。如果加热不当,例如加热温度过高和加热时间过长,将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料,若加热速度太快,保温时间太短,往往使温度分布不均匀,引起热应力,并使坯料发生开裂。锻造成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等,如果成形工艺不当,将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。寒流、涡流、铸态组织残留等。锻后冷却过程中,如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。
(四)锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中,没有同素异构转变的材料,以及一些铜合金和钛合金等,在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。在加热和冷却过程中有同素异构转变的材料,如结构钢和马氏体不锈钢等,由于锻造工艺不当引起的某些组织缺陷或原材料遗留的某些缺陷,对热处理后的锻件质量有很大影响。现举例说明如下:
1)有些锻件的组织缺陷,在锻后热处理时可以得到改善,锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。例如,在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织,过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等。
2)有些锻件的组织缺陷,用正常的热处理较难消除,需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。例如,低倍粗晶、9Cr18不锈钢的孪晶碳化物等。
3)有些锻件的组织缺陷,用一般热处理工艺不能消除,结果使最终热处理后的锻件性能下降,甚至不合格。例如,严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体高合金工具钢中的碳化物网和带等。
4)有些锻件的组织缺陷,在最终热处理时将会进一步发展,甚至引起开裂。例如,合金结构钢锻件中的粗晶组织,如果锻后热处理时未得到改善,在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格;高速钢中的粗大带状碳化物,淬火时常引起开裂。锻造过程中常见的缺陷及其产生原因在第二章中将具体介绍。应当指出,各种成形方法中的常见缺陷和各类材料锻件的主要缺陷都是有其规律的。不同成形方法,由于其受力情况不同,应力应变特点不一样,因而可能产生的主要缺陷也是不一样的。例如,坯料镦粗时的主要缺陷是侧表面产生纵向或45°方向的裂纹,锭料镦粗后上、下端常残留铸态组织等;矩形截面坯料拔长时的主要缺陷是表面的横向裂纹和角裂,内部的对角线裂纹和横向裂纹;开式模锻时的主要缺陷则是充不满、折叠和错移等。各主要成形工序中常见的缺陷将在第四章中详细介绍。不同种类的材料,由于其成分、组织不同,在加热、锻造和冷却过程中,其组织变化和力学行为也不同,因而锻造工艺不当时,可能产生的缺陷也有其特殊性。例如,莱氏体高合金工具钢锻件的缺陷主要是碳化物颗粒粗大、分布不均匀和裂纹,高温合金锻件的缺陷主要是粗晶和裂纹;奥氏体不锈钢锻件的缺陷主要是晶间贫铬,抗晶间腐蚀能力下降,铁素体带状组织和裂纹等;铝合金锻件的缺陷主要是粗晶、折叠、涡流、穿流等。
㈥ 合模制成坯的胎模,当锻件形状不对称,又有较下的水平错移,或锻件精准度要求较高时可以釆用什么扣摸
由于铸造组织粗大的树枝状结晶和不可避免的铸造缺陷,致使金属材料塑性显着下降,甚至导致(金属破坏),因此在锻造钢锭时要特别小心谨慎,开坯倒棱要(轻压快压)。
摔模是一种最简单的胎模,一般是由锻造工用反印法制造。要求摔模(不夹料)、不卡模、(坯料转动方便),摔出的锻件表面光滑。
㈦ 锻压设备的制造工艺
(1)热模锻
模锻全称为模型锻造,是将加热后的坯料放置在固定于模锻设备上的锻模内锻造成形的加工方法,模锻可以在多种设备上进行。在工业生产中,锤上模锻大都采用蒸汽-空气锤,吨位在5KN~300KN(0.5~30t)。压力机上的模锻常用热模锻压力机,吨位在25000KN~63000KN(2500~6300t)。
在众多锻造方法中,以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:
(2)自由锻
自由锻是将加热好的金属坯料放在锻造设备的上、下砥铁之间,施加冲击力或压力,直接使坯料产生塑性变形,从而获得所需锻件的一种加工方法。
自由锻由于锻件形状简单,操作灵活,适用于单件,小批量及重型锻件的生产。自由锻分手工自由锻和机器自由锻。手工自由锻生产效率低,劳动强度大,仅用于修配或简单、小型、小批锻件的生产,在现代工业生产中,机器自由锻已成为锻造生产的主要方法,在重型机械制造中,它具有特别重要的作用。
自由锻造的基本工序包括拔长、镦粗、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。
拔长
拔长也称延伸,它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种:
1、在平砧上拔长。
2、在芯棒上拔长。锻造时,先芯棒插入冲好孔的坯料中,然后当作实心坯料进行拔长。拔长时,一般不是一次拔成,先将坯料拔成六角形,锻到所需长度后,再倒角滚圆,取出芯棒。为便于取出芯棒,芯棒的工作部分应有1:100 左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加,壁厚减小, 而内径不变,常用于锻造套筒类长空心锻件。
镦粗
镦粗是使毛坯高度减小,横断面积增大的锻造工序。镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织,减小力学性能的异向性。 镦粗与拔长的反复进行,可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。
镦粗主要有以下三种形式:
1、 完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上, 在上砧的锤击下, 使坯料产生高度减小,横截面积增大的塑性变形。
2、 端部镦粗。将坯料加热后,一端放在漏盘或胎模内,限制这一部分的塑性变形,然后锤击坯料的另一端, 使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法,多用于小批量生产;胎模镦粗的方法, 多用于大批量生产。在单件生产条件下,可将需要镦粗的部分局部加热,或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷,然后进行镦粗。
3、 中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大,两端断面小的锻件,例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前,需先将坯料两端拔细,然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击,使坯料中间部分镦粗。
为了防止镦粗时坯料弯曲,坯料高度h与直径d之比h/d ≤ 2.5。
冲孔
冲孔是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种:
1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3~3/4深度时,取出冲头,翻转坯料,再用冲头从反面对准位置,冲出孔来。
2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时,坯料置于垫环上,一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置,用锤击方法打入坯料,直至孔穿透为止。
弯曲
弯曲采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序,称为弯曲。
常用的弯曲方法有以下两种:
1、 锻锤压紧弯曲法。 坯料的一端被上、下砧压紧,用大锤打击或用吊车拉另一端,使其弯曲成形。
2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。
切割
切割是指将坯料分成几部分或部分地割开,或从坯料的外部割掉一部分,或从内部割出一部分的锻造工序。
错移
错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离,但仍保持轴心平行的的锻造工序,常用于锻造曲轴零件。错移时,先对坯料进局部切割,然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力,使坯料实现错移。
锻接
锻接是将坯料在炉内加热至高温后,用锤快击,使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接、咬接等。锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70%~80%。
扭转
扭转是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时,可用锤击方法。
(3)螺旋压力机
用螺杆、螺母作为传动机构,并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。工作时,电动机使飞轮加速旋转以储蓄能量,同时通过螺杆、螺母推动滑块向下运动。当滑块接触工件时,飞轮被迫减速至完全停止,储存的旋转动能转变为冲击能,通过滑块打击工件,使之变形。打击结束后,电动机使飞轮反转,带动滑块上升,回到原始位置。螺旋压力机的规格用公称工作力来表示。
螺旋压力机通常由电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转,所以这种压力机又称摩擦压力机,中国最大的摩擦压力机为25兆牛。更大规格的螺旋压力机用液压系统驱动飞轮,称为液压螺旋压力机,最大规格的有125兆牛。后来又出现用电机直接驱动飞轮的电动螺旋压力机,它的结构紧凑,传动环节少,由于换向频繁,对控制电器要求较高,并需要特殊电机。
螺旋压力机无固定下死点,对较大的模锻件,可以多次打击成形,可以进行单打、连打和寸动。打击力与工件的变形量有关,变形大时打击力小,变形小(如冷击)时打击力大。在这些方面,它与锻锤相似。但它的滑块速度低(约0.5米/秒,仅为锻锤的1/10),打击力通过机架封闭,故工作平稳,振动比锻锤小得多,不需要很大的基础。螺旋压力机装有打滑保险机构,将最大打击力限制在公称压力的2倍以内,以保护设备安全。
一般螺旋压力机的下部都装有锻件顶出装置。螺旋压力机兼有模锻锤、机械压力机等多种机械的作用,万能性强,可用于模锻、冲裁、拉深等工艺。此外,螺旋压力机,特别是摩擦压力机结构简单,制造容易,所以应用广泛。螺旋压力机的缺点是生产率和机械效率较低。
几种锻压设备制造工艺特点的比较 设备名称 设备制造工艺特点 应用领域 热模锻 金属的流动缓慢,便于加工,金属加工变形均匀,热模锻件尺寸精度高、模锻斜度小 热模锻可用在各种设备上进行,锤上模锻一般用蒸汽-空气锤,压力机上常用热模锻压力机 自由锻 锻件较简单,操作灵活 适用于单件、小批量及重型锻件的生产 螺旋压力机 无固定下死点,对较大的模锻件,可以多次打击成形,内装有打滑保险机构,能够保证设备工作安全,缺点是生产率和机械效率较低 螺旋压力机兼有模锻锤、机械压力机等机械的作用,万能性强,可用于模锻、冲裁、拉深等工艺,设备结构简单,制造容易,应用广泛
㈧ 锻造有几种分类
根据锻造温度,可以分为热锻、温锻和冷锻。 根据成形机理,锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。
一、自由锻 指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为 自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主,采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工,获得合格锻件。 自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。
二、模锻 模锻又分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向,也代表了锻造技术水平的高低。
按照材料分,模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义,就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。
挤压应归属于模锻,可以分为重金属挤压和轻金属挤压。
闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺,由于没有飞边,材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。山西中信重工,但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料的体积,控制锻模的相对位置和对锻件进行测量,努力减少锻模的磨损。
三、碾环 碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件,也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。
四、特种锻造特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式,这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。例如,辊锻可以作为有效的预成形工艺,大幅降低后续的成形压力;楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件;径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。
锻造设备的模具运动与自由度是不一致的,根据下死点变形限制特点,锻造设备可分为下述四种形式:
1、限制锻造力形式:油压直接驱动滑块的油压机。
2、准冲程限制方式:油压驱动曲柄连杆机构的油压机。
3、冲程限制方式:曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。
4、能量限制方式:利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。为了获得高的精度应注意防止下死点处过载,锻造前桥控制速度和模具位置。因为这些都会对锻件公差、形状精度和锻模寿命有影响。另外,为了保持精度,还应注意调整滑块导轨间隙、保证刚度,调整下死点和利用补助传动装置等措施。