大锻件锻造方法简介
大锻件锻造方法简介
1．钢锭的结构特点
1.1钢的冶炼和浇注
大型钢锭用钢的冶炼一般在碱性电炉中进行。通过电炉冶炼，获得所需要的化学成分，
控制好S、P等杂质含量。
对于重要的锻件，钢水还要经过精炼。精炼多在精炼炉中进行，精炼的主要任务是微调
化学成分和真空除气，还可以调整钢水的温度。
钢锭的浇注有上注法和下注法两种，大型钢锭以上注法为多。对于重要的锻件，在钢锭
浇注时往往有特殊的要求，如真空浇注、真空碳脱氧等等。
在精炼炉中真空，和在浇注时真空，都需要有专门的，巨大的真空系统。真空的目的是
尽可能排除钢中所含的氢、氧等有害气体。提高钢的纯净度，并为缩短锻件第一热处理周期
创造条件。
1.2大型钢锭的宏观组织：
钢锭内部的组织结构，主要取决于钢锭浇注时
钢水过冷与传热条件。
锭身表面层冷却速度快，为细小的等轴晶；
锭身中间带为柱状晶，距中心愈近晶粒愈粗
大；
锭心区为粗大等轴晶，晶间夹杂较多，组织
较疏松。
钢锭底部：冷却速度快晶粒细，但该区在钢
锭凝固过程中形成一锥形沉积堆，含有大量夹杂
物。
冒口：钢水因有保温帽保温，冷却速度最慢。
该区组织结构极松，存在有收缩孔、收缩疏松等
大量缺陷。
因此在大锻件的订货技术条件中往往规定水
冒口的最小切除量。在锻造工艺中也要确定水冒
口的实际切除量。
1.3大型钢锭内部的主要缺陷：
大型钢锭的主要缺陷是偏析、气体、夹杂和
疏松。它们是冶金过程中固有的缺陷，只能减少，
不能消除。
偏析：指的是结晶过程造成钢锭的不同部位的
化学成分不一样。
气体：在熔炼过程中钢水大量地吸收氢（还有氮）。当钢中的氢含量超过一定值时，锻造后冷却时就可能产生白点而使锻件报废。比如国外某公司在核岛锻件订购技术条件中规定钢包分析氢含量不得超过0.8ppm(1ppm=百万分之一)。含氢量高的钢锭在锻成锻件后，要在锻后热处理中花费大量的时间来扩散氢气以避免白点。
夹杂：夹杂的来源有来自熔炼过程和脱氧产物的，也有来自出钢槽、盛钢桶等外来夹杂。
缩孔和疏松：液态钢和固态钢，都随温度降低而发生体积收缩；从液态变为固态时，也
有体积收缩。钢液在锭模（或砂型）中凝固时，先凝固成与注入钢液差不多高的外壳，中
间随着凝固收缩就会向下凹下去。于是在头部形成大的空洞，即开放缩孔。如果上部比下
部先凝固而发生所谓搭桥现象时，还会形成封闭缩孔，又叫二次缩孔。封闭在枝状晶格架内的一点点钢液凝固时，因无钢液补充收缩，而形成细小的孔隙，也就是疏松。钢的凝固、冷却过程中的总收缩量为：
ΔV总=ΔV液+ΔV凝+ΔV固此中ΔV液为液态下冷却的收缩量；ΔV凝为金属凝固时收缩量，即金属从从液相点降到固相点中的收缩量；ΔV固为固态下冷却时收缩量。
碳素钢从浇注到室温的总收缩量可以达到10~14%，其中约3.5%~5.7%的液态收缩和凝固收缩,对缩孔和疏松起作用，使得锻造钢锭必须带有供补缩的待切除的冒口；
2．锻造的基本任务：
2．1自由锻造成有两个基本任务：
一是使锻件经济地获得所需的形状，另一是使锻件具有良好的内部质量。一般中小型锻件的锻造以成形为主；大型锻件（尤其是重要锻件）和特殊钢的锻造以改善内部质量为主。2．2自由锻对金属组织及性能的作用
铸锭（带有许多在浇注、凝固过程中形成的冶金缺陷）经过锻造后:①在足够的变形程度下，可将铸锭中的粗大的铸造组织打碎，分散其非金属夹杂及异相质点；②在正确选择变形方案的条件下，可使锻件的金属纤维在其截面上有正确的分布。③在较好的应力状态和一定的变形量下，可锻合其内部缺陷，提高金属的致密性；这反映在最后的结果上，大大提高了金属的机械性能（尤其是韧塑性指标）和综合的使用性能。
近几十年以来，随着电力（火电、水电、核电）工业、石化工业、冶金工业、造船工业等的迅猛发展，发电机转子、汽轮机转子、工作辊、支承辊、压力容器、管板等越做越大，质量要求越来越高。随着无损检测技术的不断完善，对锻件内部致密性的探测愈益精微。比如300MW汽轮机转子UT要求单个缺陷不超过φ1.6等；管板的UT要求分三个方面：单个缺陷、密集区面积百分比和底波衰减量，过去管板锻件UT合格率一般只能达60%左右。
如果说一般大型锻件对锻造的要求更多地着眼于以上的①②两点的话，那么对于这些高要求的锻件，比如大型发电机、汽轮机转子，蒸发器管板等来说，第③点的要求则是研究的重心。为此，包括我公司的工程技术人员在内，世界的锻造行业一直在努力开发各种特殊的锻造方法，来作到“将锻件的每一个立方厘米锻透”。
为了达到破碎钢锭的铸态组织、锻合钢锭内部的疏松、孔穴等缺陷的目的，必须具备以下的基本条件：有足够大的变形程度或局部锻比；缺陷周围为静水压（三向压应力）状态；高的锻造温度和一定的保压时间；疏松、孔穴的表面未被氧化。当然，为了提高锻件的综合
力学性能，同时还需要采用其它适当的锻造方法。
迄今为止，已有不少行之有效的特殊锻造方法被
广泛采用。除了最基本的拔长、镦粗以外，最主要的
有：FM法、KD法、WHF法、JTS法等等。下面扼
要进行介绍。此外，从这些基本方法又衍生出一些锻
造方法，本文不多赘述。
3.几种锻造方法简介
3．1．FM法
FM是Free from mannesmann effect的缩写，意思
是“免除了曼尼斯曼效应的锻造方法”。那么什么是曼
尼斯曼效应呢？曼尼斯曼效应说的是：当一个矩形截
面的毛坯在压机上锻造时，当压机砧子的宽度1w小于
锻坯高度h的0．3倍时，在坯料高度的中间会产生纵向的拉应力。
所谓的FM法，就是毛坯变形区中心不出现轴向拉应力，即免除曼尼斯曼效应的锻造方1在锻造方法的论文中，都把砧子的厚度称作为宽度。这已经是一个定式了。
法。
FM法使用的锻造工具是上用普通平砧，下用大平台。锻造时锻件经受的是不对称变形。当砧宽比w/h≥0．4时，保证轴向应力是压应力。见图2。也就是在锻件的心部产生三向压
应力，从而提供孔隙性缺陷焊合的条件。
日本用116T钢锭锻成汽轮机转子，用
330T钢锭锻成发电机转子，都取得了良好
的效果。
我公司曾以FM法用100T钢锭不经镦
粗，只采用拔长变形工艺锻制φ1400×2800
×5765mm大型支承辊（锻比仅为2．25）
获得成功。选用工具为30003000mm平台和
1200mm上平砧，砧宽坯高比w/h=0.6。以
FM法经四个道次互成90翻转操作而成。每
个锻件只经过两个火次即完成锻造。经机械
性能、无损检测金相等的检验，表明FM法
可有效地锻合大型钢锭的内部疏松、孔洞等
缺陷。
3.2.KD法2：
K为“宽”字的拉丁拼音kuan的第一个字母，D为“大”字的拉丁拼音da的第一个字母。KD法意为“使用宽砧子，大压下量的锻造方法”。KD为我公司工程技术人员经十余年努力所创立并完善。其要点为：高温扩散加热，宽平砧（后来发展为上、下宽V型砧），大压下量，与后来传入中国的日本锻造技术的WHF法几乎完全相同，而我公司则比日本早应用于生产。
我公司从五十年代末六十年代初开始试制5万KW以下汽轮发电机转子锻件，至1963年以前未能试制成功2。5万KW扩以上的产品。
·1964年我公司设计制造了1200mm宽的平砧（以前只有850 mm宽的平砧），并于1966年创立了高温扩散，宽砧，大压下量的锻造方法，简称KD法。
·压下量：研究表明，金属内部缺陷的锻合分为两个阶段：第一个阶段为闭合；第二个阶段为焊合，这就要求压机的单次压下有较大的压下量。原来有12500吨水压机拔长锻造压下量不得超过200 mm的规定，对这条规定作了修改，对不同容量的转子在镦粗后拔长的压下量分别作出规定如下：
·延长加热保温时间：为缺陷的焊合保证高温的条件。将镦粗拔长一火的加热保温时间延长为普通锻件加热保温时间的二倍以上或更多。
于1966年初结合KD锻造法进行由两次镦粗减为一次镦粗的试验，锻造8支２．5万KW 转子获得成功。
·后来又于1975年以上、下V型宽砧代替上平下V宽砧，发展了KD锻造法。上下V型砧锻造的优点在于变形对称，有利于保持锻件中心线与钢锭中心线的重合；此外也有利于改善钢锭的锻造性能，减少表面裂纹的发生。
·从85年以来又开始制订大压下量锻造的压下操作规程，试用于生产，收到了良好的效2内容引自谢云岫：《我厂转子锻件锻造工艺的演变和发展》—《一重技术》1986。3。
果。KD法逐步趋向完善。现在的KD法的内容是：高温扩散加热，上、下宽V型砧，大压下量。
3.3.WHF法：
WHF法即宽平砧强压法。其原理与上面所讲的早期的KD法是一样的。但是在砧宽料高比和布砧方式上规定更为细致严密。另外我公司也已配备了比1200mm更宽的砧子。WHF 法常与JTS法配合使用，锻造重要的大型锻件。
3.4.JTS法：
JTS 法即中心压实法。是日本于上世纪六十年代开发的一种大锻件锻造方法。其原理仍然是建立有利于缺陷闭合和焊合的三向压应力的应力场；其手段则是与传统的“趁热打铁”的理念背道而驰：将钢锭（坯料）加热到始锻温度后不直接加压锻造，而是用鼓风机吹风或喷水雾的方法，使其表面快速冷却，形成一个硬壳。使用较窄的（与锻坯纵轴线平行的）砧子施以强力锻压，金属所受到的锻压犹如在一个封闭的模膛内一样，完全处于一种三向压应力的状态之下。因此又叫“硬壳锻造法”。又因为在锻造时，钢锭（坯）被人为地降温，造成了内外达250℃~350℃的温差，因此又叫“差温锻造法”，“降温锻造法”。JTS 法锻造的变形是不对称的，因此须要压2道或4道。JTS法是一种公认的行之有效的压实锻件中心缺陷的锻造方法。
我公司于七十年代对ＪＴＳ法的应用进行了大量的试验研究工作。曾用８７吨钢锭未经镦粗，经由中心压实后直接锻至成品，总锻比仅为２．４４，而锻件粗加工和出厂前的超声波检查均未发现大于φ２当量的缺陷．
至1978年，我公司采用中心压实法共生产了31根转子锻件。
随着时间的推移，在万吨水压机两旁支起两排鼓风机来降温的作法，难以持续。后来在我公司就演变成了钢锭（坯）在加热后出炉空冷，然后用窄砧子强力锻压的工艺。
3.5盘形锻件中心压实法：
盘形锻件的中心压实过程见右图所示，
这是我们一重的广大工人群众与工程技术
人员智慧的结晶。与日本的圆盘锻件JTS
法不同，圆盘中心压实法是先压边后压平，
JTS法是锻件加热并预冷后，先将中心部
位压出凹档（两面同时压,见下图），然后
压平。圆盘中心压实法操作更为简便。但
圆盘JTS法在锻造有凹档的管板时可将凹
档锻造出来。在压实效果上应该说是殊途
而同归。
结束语
4.1.对于锻造方法的研究开发,各国工
厂、院校、研究所一直在进行中，各种新
的思路、方法不断涌现，上面所介绍的只
是其中最为主要且在已广泛应用的。
4．2．对于一个具体的锻件，所采用的锻造工艺，往往是几种锻造方法（包括最基本的镦粗和拔长）的综合运用。还要具体确定各种工艺步骤和参数，这就不在本文的讨论范围内了。
主要参考引用资料
１．第一批赴日培训锻压小组学习总结
２．谢云岫：我厂转子锻件锻造工艺的演变和发展
３．辛向阳等：大锻件锻造方法综述
４．刘助柏等：新FM锻造法
５．孙福增：用FM锻造法研制φ1400×2800大型支承辊
６．其它
一重质量部曹民荣编写2005。8。4。
锻压设备及控制
第二章锻锤 ●锻锤：利用气压或液压等传动机构使落下部分（活塞、锤杆、锤头、上砧（或上模块），产生运动并积累动能，在极 短的时间施加给锻件，使之获得塑性变形能，完成各种锻压工艺的锻压机械称为锻锤。 ●锻锤的分类 1、机械锤（夹板锤、钢丝锤、弹簧锤） 2、空气锤 3、蒸汽—空气锤（自由锻、模锻锤） 4、蒸汽—空气对击锤 5、高速 锤6、液压模锻锤7、螺旋压力机 ●锻锤的主要特点 1、打击速度高：锻锤是一种冲击成形设备，打击速度高，一为7~9m/s，因此金属流动性好，成形工艺性好。 2、行程次数 高：空气锤打击次数在100~250min-1之间，蒸汽—空气锤全行程打击次数一般也大于70min-1，因而有较高的生产率。 3、操作灵活：工艺万能性强，作为模锻设备时，在一台锤上以完成拔长、滚挤、预锻、终锻等各种工序的操作。 4、定能 量设备：没有固定的下死点。其锻造能力不受吨位限制，当锻锤的有效打击能量小于锻件变形所需能量时，可以多打几锤。 另外当锻件变形量较小时，可以产生很大的打击力。5、结构简单：制造容易，安装方便，价格便宜。 ●锻锤的打击特性 锻锤以很大的砧座或可动的下锤头作为打击的支承面，在工作行程时，锤头的打击速度瞬间降至零，工作是冲击性的，能产生很大的打击力，通常会引起很大的振动和噪音。 ●锻锤的打击能量表现为锤头下落行程终了（工件变形前）所具有的动能，对于有砧座式： E h=1 2 mv2（2—27）式中：E h—锻锤打击能量，单位为J或KJ，它表示锻锤的有效工作能力，是锻锤主参数；m—落下 部分质量；v—下落行程终了（工件变形前）锤头速度。 ●锻锤的打击过程 在千分之几秒内完成，对有砖座式锤，锤头将打击能量传递给锻件和固定砖座，对于对击式锤，上下两锤头完成等行程撞击或等能量撞击。打击过程中锻件在锤头与砖座上下两锤头间完成塑性变形。 过程分为两个阶段，第一阶段为加载阶段，在此阶段，随着锤头与砖座彼此接近而致使锻件成形。第二阶段为卸载阶段。第一阶段末锤击系统所具有的弹性变形能在第二阶段释放，导致打击终了后锤头和砧座或上下锤头的反向分离。 ●力能关系：螺旋压力机通过摩擦传动、液压传动或电机直接传动来驱动飞轮,使飞轮储蓄一定的能量,在锻打时,此 能量转化为锻件的变形功、摩擦损失功和机器的弹性变形功,这三部份功都是力和位移的函数。而锻造力又与工件的尺寸大小、几何形状、材料的机械性能以及锻造温度和锻造工艺有关。 第三章液压机 ●液压机的工作原理 液压机是根据静态下液体压力等值传递的帕斯卡原理制成的。液体压力传递原理为：在充满液体的密闭容器中，施于任一 点的单位外力，能传播至液体全部，其数值不变，其方向垂直于容器的表面。 液压机的结构：液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。 工作原理: 油压泵是油压系统的动力源，是靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞油缸/活塞里有几组互相配合 的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功，实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。油压缸：将油压能转化为机械能油压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式．油压装置是由油压泵，油压缸，油压控制阀和油压辅助元件。 p=F1/A1=F2/A2F2=p×A2
大型锻件
大型锻件、锻件、锻造件 大型锻件属于锻件的规格体积较大的一种，是金属被施加压力，这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。经过锻造的工件质量好、密度高、使用寿命增长、生产安全大大提高了保证。锻件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。优质锻件可以保证磁粉、UT超声波、机械性能、原材料化学成分合格。山西永鑫生锻造有限公司提供。 中文名外文名生产商 锻件forging 山西永鑫生锻造 简介 按规格分为：轴类、齿轮、车轮、筒类、模块、环形、异形件。山西永鑫生锻造可按图纸尺寸、化学成分、技术要求锻造、机加工、热处理、同步完成。出口锻件材质可咨询定制。 锻件需要每片都是一致的，没有任何多孔性、多余空间、内含物或其他的瑕疵。这种方法生产的元件，强度与重量比有一个高的比率。这些元件通常被用在飞机结构中。锻件的优点有可伸展的长度、可收缩的横截面;可收缩的长度、可伸展的横截面;可改变的长度、可改变的横截面。锻件的种类有：自由锻造/手锻、热模锻/精密锻造、顶锻、滚锻和模锻。
飞机锻件 按重量计算，飞机上有85%左右的的构件是锻件。飞机发动机的涡轮盘、后轴颈(空锻件 心轴)、叶片、机翼的翼梁, 机身的肋筋板、轮支架、起落架的内外筒体等都是涉及飞机安全的重要锻件。飞机锻件多用高强度耐磨、耐蚀的铝合金、钛合金、镍基合金等贵重材料制造。为了节约材料和节约能源，飞机用锻件大都采用模锻或多向模锻压力机来生产。汽车锻按重量计算，汽车上有71.9%的锻件。一般的汽车由车身、车箱、发动机、前桥、后桥、车架、变速箱、传动轴、转向系统等15个部件构成汽车锻件的特点是外形复杂、重量轻、工况条件差、安全度要求高。如汽车发动机所使用的曲轴、连杆、凸轮轴、前桥所需的前梁、转向节、后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的传动齿轮等等，无一不是有关汽车安全运行的保安关键锻件。
锻造
一．名词解释 1.什么是锻造、自由锻造? 锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法。 自由锻造一般是指借助简单工具，如锤、型砧、摔子、冲子、垫铁等对铸锭或棒材进行镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等方式生产零件毛坯。 2.什么是开式模锻、闭式模锻？ 开式模锻是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式。 闭式模锻也称无毛边模锻。在变形过程中，金属始终被封闭在型腔内不能排出，迫使金属充满型槽而不形成毛边。 3.什么是镦粗、拔长？ 镦粗是使坯料高度减小而横截面增大的成形工步。 拔长是使坯料横截面减小而长度增加的成形工步。 4.什么是偏析、过热、过烧、氧化？ 偏析是指钢锭内部各处成分与杂质分布不均匀的现象，包括枝晶偏析和区域偏析等。 过热是金属由于加热温度过高、加热时间过长而引起晶粒过分长大的现象。 过烧是指当金属加热到接近其融化温度，并在此温度下停留时间过长时，将出现过烧现象。氧化是指金属原子失去电子与氧结合形成氧化物的化学反应。 二．判断 1.毛边槽仓部的容积应按上下模打靠后，尚未完全被多余金属充满的原则来设计。（对） 2.闭式模锻比开式模锻的金属利用率高。（对） 3.闭式模锻件没有毛边。（对） 4.闭式模锻时，当金属充满型槽各处，锻造结束。（错） 5.模锻工艺和模锻方法与锻件的外形密切相关。（对） 6.拔长时，送进量越大、越长，效率越高。（错） 7.被镦粗的锻坯端面应平整，并与轴线垂直，否则会镦歪。（对） 8.锻件坯料加热时，应尽量提高始锻温度。（错） 9.模锻件力学性能要比自由锻的好。（对） 10.锻造的目的就是为获得形状和尺寸符合要求的锻件。（错） 11.锤上模锻件上直径小于30mm的小孔，一般不宜冲出。（对） 12.坯料在垫环上或两垫环间进行的镦粗，称为局部镦粗。（错） 13.蒸汽一空气锤的规格是用落下部分质量来表示的。（对） 14.钢锭内空洞类缺陷的内表面已经被氧化，不能通过锻造将这些空洞类缺陷锻合。（对） 15.为使锻件获得较高的力学性能，锻造应达到一定的锻造比。（对） 16.在保证锻件顺利取出的前提下，模锻斜度尽可能取小值。（对） 17.模锻斜度的大小与分模线位置无关。（错） 18.为了便于选择标准刀具，模锻斜度和模锻圆角半径应从标准系列数值中选择。（对） 19.锻件的内圆角半径对应模具型槽的外圆角半径，如果选的过小可导致锻模在热处理和模 锻过程中因应力集中使其开裂。（错）
锻造毛坯工艺设计说明书
锻造毛坯工艺设计说明书 课程名称：机械制造工艺设计 设计题目：轴自由锻毛坯制造工艺设计设计单位：机自1103 设计人学号： 设计人姓名：郑晓虎 指导教师：张锁梅贾志新 2014年6月
目录 1 锻件加工余量、余块、公差的确定 (1) 锻造方式及毛坯类型的选择 (1) 锻件加工余量、余块、公差的确定 (1) 2 毛坯质量和尺寸的计算 (3) 毛坯质量的计算 (3) 毛坯尺寸的计算 (4) 3 自由毛坯变形步骤、温度和冷却 (5) 毛坯变形步骤 (5) 锻造温度 (5) 冷却方式 (6) 4 设备的选择 (6) 5 参考文献 (7)
1锻件加工余量、余块、公差的确定 锻造方式及毛坯类型的选择 锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定的机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。根据坯料的移动方式，锻造方式分为自由锻，模锻，闭式模锻，闭式镦锻等，本课程采用自由锻的方式。 零件为阶梯轴类零件，材料选择45钢。阶梯轴零件工作时，些部位如轴颈（主要是与滑动轴承配合的轴颈）往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死（又称抱轴）现象，使轴类零件运转精度下降，有时还需要承受多种载荷的作用。为增强阶梯轴的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。 锻件加工余量、余块、公差的确定 锻件图是编制锻造工艺、设计工具、指导生产和验收锻件的主要依据。它是在零件图的基础上考虑加工余量、锻造公差、锻造余块和操作用夹头等因素绘制而成的，如下图1。 图1 轴的锻件图 余量：为了保证零件机械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分，留一层
锻件缺陷的主要特征及产生的原因
绪论 国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力，决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。制造业是国民经济建设的基础，锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空航天、核能及军工产品中占有比较大的比重。由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点，因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。随着精密成型、少无切削技术的发展，降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高，锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
锻件缺陷的主要特征及产生的原因 制造业是国民经济建设的基础，锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空、核能及军工产品中占有比较大的比重。国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力，决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点，因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。随着精密成型、少无切削技术的发展，降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高，锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。 一锻造概述 锻造 利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形，以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。常用的锻造方法为自由锻、模锻及胎模锻。 自由锻 利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形，获得所需锻件的加工方法称为自由锻。自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。手工锻造只能生产小型锻件，机器锻造是自由锻 锻造特点 自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单，操作灵活。 锻件和铸件相比锻件的优点 金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶
7-大型锻件及其制造工艺-聂绍珉
研究生课程教学大纲 课程所属类别：硕士 课程编号：2080503007 课程名称：大型锻件及其制造工艺概论 开课院系：机械学院塑性成形系任课教师：聂绍珉 先修课程：适用学科范围： 学时：24 学分：1.5 开课学期： 2 开课形式：讲授 课程目的和基本要求：（200字左右） 讲述大型锻件在国民经济、国防建设、特别是在装备制造中的作用和意义，国内外主要大锻件的生产水平。使学生了解大型锻件的力学基础和制造工艺过程、大型锻件在制造过程各环节中存在的主要问题、大型锻件的特殊锻造方法及其力学机理、典型大锻件的锻造工艺。 要求学生对大锻件的特殊质量要求、特殊制造工艺及其存在的主要问题有基本的了解。 课程主要内容及学时分配：（1000~1500字） 第一章绪论介绍大型锻件的特点及基本概念、国内外大型锻件及主要工艺装备的发展水平、主要研究方向及课程内容。（2学时） 第二章金属塑性加工的经典理论及现代方法应力分析；应变分析；基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程；屈服条件及其几何表达；全量理论及增量理论； 变形力学简图；金属的塑性及其影响因素、提高塑性的工艺因素；变形抗力及其影响因素；研究金属塑性变形的现代方法。（3学时） 第三章现代炼钢技术电弧炉炼钢的发展概况及电弧炉的结构。碱性电炉炼钢工艺过程：炉料及其准备，熔化期，氧化期，还原期，出钢。大锻件用钢的炉外精炼：钢包吹氩法，钢液的真空处理，炉外精炼的基本手段（LD法、LL法、TD 法、RH法、DH法）。大锻件用钢钢包精炼的主要工艺：ASEA-SKF法及Finkl—Mohr法，LF和LFV法，VOD法，V AD法，AOD法。钢包喷射冶金法：TN法，SL法，CAB法。电渣重熔法—ESR。（4学时） 第四章大型锻件用钢锭及铸锭技术大型钢锭的类型：普通钢锭，短粗型钢锭，短冒口钢锭，细长型钢锭，空心钢锭，多锥度钢锭，电渣重熔钢锭。铸锭工艺：
锻造工艺常见缺陷
锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种： 1.大晶粒 大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。 2.晶粒不均匀 晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。 3.冷硬现象 变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。 4.裂纹 裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允
许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。 5.龟裂 龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。 6.飞边裂纹 飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。飞边裂纹产生的原因可能是：①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。②镁合金模锻件切边温度过低；铜合金模锻件切边温度过高。 7.分模面裂纹 分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。 8.折叠 折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部
大型锻件中常见的缺陷与对策
大型锻件中常见的缺陷与对策 大型锻件中的缺陷，从性质上分为化学成分、组织性能不合格，第二相析出，类孔隙性缺陷和裂纹五大类。从缺陷的产生方面可分为，在冶炼、出钢、注锭、脱模冷却或热送过程中产生的原材料缺陷及在加热、锻压、锻后冷却和热处理过程中产生的锻件缺陷两大类。 大型锻造中，由于锻件截面尺寸大，加热、冷却时，温度的变化和分布不均匀性大，锻压变形时，金属塑性流动差别大，加上钢锭大冶金缺陷多，因而容易形成一些不同于中小型锻造的缺陷。如严重偏析和疏松，密集性夹杂物，发达的柱状晶及粗大不均匀结晶，敏感开裂与白点倾向，晶粒遗传性与回火脆性，组织性能的严重不均匀性，形状尺寸超差等等。 大型锻件中常见的主要缺陷有； 1.偏析 钢中化学成分与杂质分布的不均匀现象，称为偏析。一般将高于平均成分者，称为正偏析，低于平均成分者，称为负偏析。尚有宏观偏析，如区域偏析与微观偏析，如枝晶偏析，晶间偏析之分。 大锻件中的偏析与钢锭偏析密切相关，而钢锭偏析程度又与钢种、锭型、冶炼质量及浇注条件等有关。合金元素、杂质含量、钢中气体均加剧偏析的发展。钢锭愈大，浇注温度愈高，浇注速度愈快，偏析程度愈严重。 （1）区域偏析 它属于宏观偏析，是由钢液在凝固过程中选择结晶，溶解度变化和比重差异引起的。如钢中气体在上浮过程中带动富集杂质的钢液上升的条状轨迹，形成须状∧形偏析。顶部先结晶的晶体和高熔点的杂质下沉，仿佛结晶雨下落形成的轴心∨形偏析。沉淀于锭底形成负偏析沉积锥。最后凝固上部区域，碳、硫、磷等偏析元素富集，成为缺陷较多的正偏析区。 图片6-1为我国解剖的55t34CrMolA钢锭纵剖面硫印低倍图片及区域偏析示意图。 图片6-1 钢锭区域偏析硫印示意图 ①“∧”型偏析带②“∨”型偏析带③负偏析区 防止区域偏析的对策是： 1）降低钢中硫、磷等偏析元素和气体的含量，如采用炉外精炼，真空碳脱氧（VCD）处理及锭底吹氩工艺。 2）采用多炉合浇、冒口补浇、振动浇注及发热绝热冒口，增强冒口补缩能力等措施。 3）严格控制注温与注速，采用短粗锭型，改善结晶条件。 在锻件横向低倍试片上，呈现与锭型轮廓相对应的框形特征，亦称框形偏析。图片6-2是30CrMnSiNiA钢制模锻件低倍试片上显示的锭型偏析。因锭中偏析带在变形时，沿分模面扩展而呈现为框形。偏析带由小孔隙及富集元素构成，对锻件组织性能的均匀性有不良的影响。 电渣重熔以其纯净度高、结晶结构合理，成为生产重要大锻件钢坯的方法，但是如果在重熔过程中电流、电压不稳定，则会形成波纹状偏析。当电流、电压增高时，钢液过热，结晶速度减缓，钢液中的溶质元素在结晶前沿偏聚形成富集带；当电流、电压减小时，熔质元素偏聚程度减小，这种周期性的变化，便形成了波纹状的偏析条带，如图片6-3所示。
锻造基本知识
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 1.变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。 2.锻造类别 上面提到，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。 1）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。 2）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。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。
大锻件锻造方法简介
大锻件锻造方法简介 1．钢锭的结构特点 1.1钢的冶炼和浇注 大型钢锭用钢的冶炼一般在碱性电炉中进行。通过电炉冶炼，获得所需要的化学成分， 控制好S、P等杂质含量。 对于重要的锻件，钢水还要经过精炼。精炼多在精炼炉中进行，精炼的主要任务是微调 化学成分和真空除气，还可以调整钢水的温度。 钢锭的浇注有上注法和下注法两种，大型钢锭以上注法为多。对于重要的锻件，在钢锭 浇注时往往有特殊的要求，如真空浇注、真空碳脱氧等等。 在精炼炉中真空，和在浇注时真空，都需要有专门的，巨大的真空系统。真空的目的是 尽可能排除钢中所含的氢、氧等有害气体。提高钢的纯净度，并为缩短锻件第一热处理周期 创造条件。 1.2大型钢锭的宏观组织： 钢锭内部的组织结构，主要取决于钢锭浇注时 钢水过冷与传热条件。 锭身表面层冷却速度快，为细小的等轴晶； 锭身中间带为柱状晶，距中心愈近晶粒愈粗 大； 锭心区为粗大等轴晶，晶间夹杂较多，组织 较疏松。 钢锭底部：冷却速度快晶粒细，但该区在钢 锭凝固过程中形成一锥形沉积堆，含有大量夹杂 物。 冒口：钢水因有保温帽保温，冷却速度最慢。 该区组织结构极松，存在有收缩孔、收缩疏松等 大量缺陷。 因此在大锻件的订货技术条件中往往规定水 冒口的最小切除量。在锻造工艺中也要确定水冒 口的实际切除量。 1.3大型钢锭内部的主要缺陷： 大型钢锭的主要缺陷是偏析、气体、夹杂和 疏松。它们是冶金过程中固有的缺陷，只能减少， 不能消除。 偏析：指的是结晶过程造成钢锭的不同部位的 化学成分不一样。 气体：在熔炼过程中钢水大量地吸收氢（还有氮）。当钢中的氢含量超过一定值时，锻造后冷却时就可能产生白点而使锻件报废。比如国外某公司在核岛锻件订购技术条件中规定钢包分析氢含量不得超过0.8ppm(1ppm=百万分之一)。含氢量高的钢锭在锻成锻件后，要在锻后热处理中花费大量的时间来扩散氢气以避免白点。 夹杂：夹杂的来源有来自熔炼过程和脱氧产物的，也有来自出钢槽、盛钢桶等外来夹杂。 缩孔和疏松：液态钢和固态钢，都随温度降低而发生体积收缩；从液态变为固态时，也 有体积收缩。钢液在锭模（或砂型）中凝固时，先凝固成与注入钢液差不多高的外壳，中 间随着凝固收缩就会向下凹下去。于是在头部形成大的空洞，即开放缩孔。如果上部比下
锻造工艺
复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加
锻造工艺的设计说明书
阶梯轴锻造工艺 设计说明书 题目：阶梯轴锻造工艺设计 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1301 学生：亮学号： 7 指导教师：浩舸 完成日期： 机械工程学院 2016年9月
目录 1.引言 (1) 2.设计方法与步骤 (2) 2.1绘制锻件图 (3) 2.2 确定变形工艺 (3) 2.2.1镦粗 (3) 2.2.2冲孔 (4) 2.2.3扩孔 (4) 2.2.4修整锻件 (4) 2.3 计算坯料质量和尺寸 (4) 2.4选定设备及规 (5) 2.5确定锻造温度及规 (5) 2.6确定冷却方法及规 (5) 3.工艺流程卡 (6) 4.结论 (8) 5.致 (8) 6.参考文献 (8)
1. 引言 锻造的目的是使坯料成形及控制其部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。轴是现代工业大量使用的零件，本文讨论阶梯轴的自由锻生产。 2. 设计方法与步骤 2.1绘制锻件图 锻件图是根据零件图的基本图样，结合锻造工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻锻造轴坯。 轴上的键槽等部分，采用自由锻方法很难成形这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。锻造出轴坯后可以进一步进行切削加工，最后成形。 根据零件图的尺寸规格，对照表所列中零件的高度和直径围，可以查出齿环锻件加工余量和公差。由L=203，Φ=46，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得的公差数值，可绘阶梯轴的锻件图。阶梯轴锻件图见图1。 图1 阶梯轴锻件图 2.2确定变形工艺
锻造工艺期末复习重点
一、选择题（每题1分，共20分） 二、填空题（每空1分，共25分） 三、判断并改错题（判断对错，并改正错误之处，每题1分，共10分） 四、简答题（每题5分，共25分） 五、综合题（每题10分，共20分） 1.锻造工艺定义，分类（分类方法）。 2.锻造材料的准备（选材，下料）材料可能存在的缺陷下料方法，特点，优点。 3.锻前加热的目的是什么？钢料锻前的加热方法有哪几种？在加热过程中钢料可能产生哪些缺陷？ 加热方法：⑴火焰加热（燃油加热、燃煤加热、燃气加热） ⑵电加热（电阻加热<电阻炉加热、接触电加热、盐熔炉加热>、感应电加热）钢料在加热过程中可能产生的缺陷: 氧化、脱碳、过热、过烧及在坯料内部产生裂纹等。 4.何为锻造温度范围？锻造温度范围制定有哪些基本原则？始锻温度和终锻温度应如何确定？ 锻造温度范围是钢料开始锻造的温度(即始锻温度)和结束锻造的温度(即终锻温度) 区间。 基本原则：⑴钢料在锻造温度范围内应具有良好的塑性和较低的变形抗力; ⑵能锻出优质锻件; ⑶为减少加热火次,提高锻造生产率,锻造温度范围应尽可能宽。 始锻温度的确定：⑴必须保证钢无过烧现象; ⑵对于碳钢：始锻温度应比铁-碳平衡图的固相线低150～250℃。 终锻温度的确定：⑴保证钢料在终锻前具有足够的塑性; ⑵使锻件获得良好的组织性能。 5.何为加热规范？钢料的加热规范包括哪些内容？加热规范是按哪些原则制定的？ 加热规范是坯料从装炉到加热结束,整个过程中,炉温随时间的变化关系。 钢料的加热规范包括：①钢料的装炉温度; ②加热升温速度;
③最终加热温度; ④各阶段加热和保温时间及总的加热时间等。 加热规范制定的原则：⑴加热时间短、生产效率高; ⑵不引起过热和过烧、氧化脱碳少、加热均匀，不产生裂纹; ⑶热能消耗少。总之应保证高效、优质、节能。 6.各种自由锻工序的含义？锻造过程可能产生的缺陷和预防措施?圆柱坯料镦粗时产生不均匀变形有哪些原因？采用哪些措施可预防其不均匀变形和裂纹的产生？ 镦粗：使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。 拔长：使坯料横截面积减小而长度增加的成形工序叫拔长。 冲孔：在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序叫冲孔。 扩孔：减小空心坯料壁厚，使内、外径增加的锻造工序称为扩孔。 弯曲：将坯料弯成所规定外形的锻造工序称为弯曲。 镦粗时产生的缺陷：⑴侧表面产生裂纹； ⑵锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织； ⑶高坯料失稳而弯曲。 圆柱坯料镦粗时产生不均匀变形原因：①工具与坯料端面间摩擦力影响 ②温度不均匀影响。 预防措施：⑴使用润滑剂和预热工具⑵采用凹形毛坯 ⑶采用软金属垫⑷采用铆镦、叠镦和套环内镦粗 ⑸采用反复镦粗拔长的锻造工艺。 7.常用的冲孔方法有哪几种？冲孔时有可能出现哪些缺陷？ 冲孔方法有：实心冲子冲孔(双面冲孔) ，垫环上冲孔(漏孔)，空心冲子冲孔可能出现的缺陷：“走样”、裂纹和孔冲偏等。 8..饼块类锻件和空心类锻件应选用哪些基本的锻造工序？ 饼块类锻件：镦粗(局部镦粗)、冲孔； 空心类锻件：镦粗、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长等。 9.自由锻工艺过程的主要内容有哪些？锻件公称尺寸、加工余量和公差的含义是什么？ 主要内容：⑴根据零件图绘制锻件图; ⑵确定坯料重量和尺寸;
浅谈大型锻件锻造拔长新工艺
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4411474877.html, 浅谈大型锻件锻造拔长新工艺 作者：肖胜利 来源：《科学与财富》2013年第09期 摘要：随着科学技术的日新月异，国内钢铁、能源、石油化工生产工作中所需要的锻件重量、尺寸大小、钢锭重量都发生了显著的变动、明显的上升，为了防止或者减少钢锭内部的冶金缺陷和质量隐患，在大型锻件锻造过程中我们有必要选择新工艺进行分析，以保证锻造工作的顺利进行。本文从大型锻件锻造工艺入手，针对其问题做出了相关的技术分析，以供有关人士参考。 关键词：锻件；锻造；钢铁 近年来，随着钢铁、能源以及石油化工产业的迅速崛起，锻造成在锻件生产的过程中其重量不断增加、尺寸精确度要求高、钢锭质量提升，这就使得整个锻造工作内部质量控制变得更加严格，致使传统的镦粗、拔长变形锻造工艺逐渐无法当今锻造生产要求，为此在工作中必须要采取新技术来进行研究与分析，以保障锻造工作的顺利进行。 一、大型锻件锻造工艺分析 大型锻件是当今冶金、电力、化工、石油、交通运输等大型成套设施生产的核心部件，在国民经济建设和现代化社会发展中有着举足轻重的作用。但是就当今的大型锻件的锻造和生产工艺进行分析，其中所面临的问题还较为突出。为此在当今的大型锻件锻造生产过程中，我们需要对其锻造工艺进行分析和归纳。 1、大型锻件概述 大型锻件是国家重大科技装备、重大工程建设工作中所不可缺少的基础部件，无论是电力、水利、石油化工、军工等国产企业生产，还是在工民建、矿山等民营企业当中，都发挥着至关重要的意义。可以这么说，在当今社会经济发展中，大型锻件生产工艺已成为衡量一个国家机械生产和制造的关键所在，也是判定其科学技术水平的重要途径。因此，在当今的工业生产中，大型锻件锻造工艺越来越受到人们关注。 2、大型锻件锻造技术分析 在当今的大型锻件锻造技术当中，扒长与镦粗是最为常见的技术之一，它在应用的过程中是主要的技术手段和方式，它与传统的粗胚变形锻造技术相比较，存在着体积小、变形量大、缺陷控制能力强的优势，且在应用的过程中能够有效避免其他因为锻造而引发的质量隐患。就我国的大型锻件锻造工艺进行分析，其已经有半个世纪的应用历史了，就这些年的应用而言每年都要投入大量的资金、人力、物力来进行研究，也使得各种锻造工艺得到了有效的优化和控制。但是截至目前，我国大型锻件锻造技术水平与国外相比较仍然存在着一定的不足和缺陷。
锻造及锻后热处理工艺规范
目录 1.钢质自由锻件加热工艺规范 2.钢锭（坯）加热规范若干概念 3.加热操作守则 4.锻造操作守则 5.锻件锻后冷却规范 6.锻件锻后炉冷工艺曲线 7.锻件锻后热装炉工艺曲线 8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线 9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表 10.锻件有效截面计算方法
钢质自由锻件加热工艺规范 一．范围： 本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。 本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热 二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围： 组别钢号 始锻温度 ℃ 终锻温度 ℃ 钢锭钢坯终锻精整 ⅠQ195~Q255，10~30 1250 1220 750 700 35~45，15Mn~35Mn，15Cr~35Cr 1220 1200 750 700 Ⅱ50，55，40Mn~50Mn，35Mn2-50Mn2，40Cr~55Cr，20SiMn~35SiMn， 12CrMo~50CrMo，34CrMo1A，30CrMnSi，20CrMnTi，20MnMo， 12CrMoV~35CrMoV，20MnMoNb，14MnMoV~42MnMoV， 38CrMoAlA，38CrMnMo 1220 1200 800 750 Ⅲ34CrNiMo~34CrNi3Mo，PCrNi1Mo~PCrNi3Mo，30Cr1Mo1V， 25Cr2Ni4MoV，22Cr2Ni4MoV，5CrNiMo，5CrMnMo，37SiMn2MoV 30Cr2MoV，40CrNiMo，18CrNiW，50Si2~60Si2，65Mn，50CrNiW， 50CrMnMo，60CrMnMo，60CrMnV 1200 1180 850 800 T7~T10，9Cr，9Cr2，9Cr2Mo，9Cr2V，9CrSi，70Cr3Mo， 1Cr13~4Cr13，86Cr2MoV，Cr5Mo，17-4PH 0Cr18Ni9~2Cr18Ni9，0Cr18Ni9Ti，Cr17Ni2，F316LN 1200 1180 850 800 50Mn18Cr4，50Mn18Cr4N，50Mn18Cr4WN，18Cr18Mn18N GCr15，GCr15SiMn，3Cr2W8V，CrWMo，4CrW2Si~6CrW2Si 1200 1180 850 800 Cr12MoV1，4Cr5MoVSi(H11)，W18Cr4V 1180 1160 950 900 ⅣGH80，GH901，GH904，GH4145，WR26， NiCr20TiAl，incone1600，incone1800 1130 1100 930 930 注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃； 注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定； 注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
2013中国锻造行业发展现状及锻压行业相关政策解读
2013中国锻造行业发展现状及锻压行业相关政策解读 1、中国锻造行业发展现状 2013年1月8日，在2013版《中国锻造行业发展研究》编写工作会议上，中国锻压协会行业研究室主管吴顺达女士向参加会议的专家学者发布了中国锻造行业发展现 状报告。 报告展示了中国锻造企业的地域分布及七大汽车产业集群形成精密锻造产业集群： 2006-2011年全国锻件总产量：
报告中，吴顺达女士统计了参加历次会议的21家企业，从锻造成形工艺应用方面做出数据汇总。其中，冷温锻技术的发展已经接近或达到国际先进水平。 锻造成形工艺应用情况（统计参会的21家企业） 另外，报告分析了2009年以来锻造行业发展的新特点：1、国外企业纷纷在国内投资建厂；2、国内企业加大了投资力度，企业加速扩张；3、民营企业争取扮演发展的主要角色；4、形成了围绕配套领域的产业集聚区；5、企业向自动化生产迈进。 7、【调研报告】锻件热处理领域现状 中国锻压协会于2012年10月14-16日在长春召开了锻件热处理研讨会，会前对16家锻造企业锻件热处理情况进行了调研，会议期间向与会代表汇报了调研结果，现公布如下： 图一：企业锻件热处理工艺种类及其占比 16家锻造企业中，25%的企业使用非调质钢，使用比例占产品总量的20%-40%；75%的企业没有使用非调制钢。绝大部分企业使用箱式炉和网带式、推杆式热处理炉。热模锻与冷温锻企业锻造及热处理能耗的占比见下图：
图二：热模锻与冷温锻企业锻造及热处理能耗的占比据统计，热处理质量问题的种类及存在问题企业数量占比较高。有些企业硬度存在问题的比例占到40%，甚至达到70%；组织存在问题的比例达30%-50%，有些企业达到70%；性能不合格占到20-30%；变形问题比例达30%-50%，有些企业达到60%。 产生这些问题的主要原因是：锻件材料成分不稳定；炉温均匀度差；炉温控制不精确；不能严格控制工艺温度、时间；不经常校对仪表和传感器温度等。锻件热处理变形的解决办法见下图： 图三：锻件热处理变形的解决办法 以上调研结果为企业技术改造和质量改善提供参考。详情请点击： https://www.wendangku.net/doc/4411474877.html,/info/2012119/1-20478.shtml。 8、【调研报告】国内锻造模具及润滑发展现状 由中国锻压协会主办的“2012锻造模具及润滑会议”已于2012年11月26-29日在安徽芜湖成功举办，会议以“提升模具设计制造水平，增强企业竞争力”为主题。会议现场，中国锻压协会行业研究室主管吴顺达女士发布题为《国内锻造模具及润滑发展现状》的报告。报告分析了模具及润滑行业发展现状及模具成本的研究数据、模具应用的锻造形式、模具失效规律及模具结构优化的方式。 报告从磨损、开裂、变形、压塌等方面分析模具失效规律，而造成模具失效的主要原因是润滑、使用方法、成形工艺设计、预热、冷却等。提高模具质量的途径有改善模腔表面粗糙度、保证硬度均匀、提高装配精度、消除残余应力等。报告分析了模具热处理出现的缺陷，并提出了相对应的预防措施。对于可以提高模具寿命的热处理方式，报告给予了详细的分析。另外，报告还详细介绍了新模具钢实验和环保润滑剂的使用，分析了企业所做的工作及效果。详情请点击： https://www.wendangku.net/doc/4411474877.html,/info/2012125/1-20618.shtml。 10、“头脑风暴”专家库第六次专家评选结果公布 2012年10月，2012年中国锻压协会“头脑风暴”专家库第六次专家评选结果揭晓。 经过5个月的专家征集及常务理事会的投票表决，本次评选共有14位行业研究人员成为中国锻压协会“头脑风暴”专家库的专家。
锻造基本知识教学提纲
锻造基本知识
锻造知识太汇总 锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 1.变形温度 钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。 2.锻造类别 上面提到，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。 1）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。 2）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。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。 3）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。
大型锻件锻造工艺过程
大锻件一般应用在大型机械的关键部位，由于工作环境恶劣，受力复杂多变，因此，在生产过程中对大型锻件的质量要求很高。大锻件由钢锭直接锻造成形，生产大型锻件时，即使采用最先进的冶金技术，钢锭内部也不可避免存在微裂纹、疏松、缩孔、偏析等缺陷，严重影响锻件的质量，为了消除这些缺陷，提高锻件质量，就必须改进锻造工艺，选用合理的锻造工艺参数。 大锻件锻造不仅要满足所需零件形状和尺寸，而且重要的是破碎铸态组织、细化晶粒、均匀组织、锻合缩孔、气孔和缩松等缺陷，提高锻件内部质量。钢锭尺寸愈大，钢锭中的缺陷也愈严重，锻造改善缺陷愈困难，进而增加了锻造难度。在锻造过程中，镦粗和拔长是最基本的工序，也是不可缺少的工序，对于具有特殊外形的锻件来说，胎模锻造也较为常用。 一、镦粗工艺 在大型锻件的自由锻生产中，镦粗是一个非常主要的变形工序。镦粗工艺参数的合理选择，对大锻件的质量起着决定性的作用。反复的镦拔不但可以提高坯料的锻造比，同时也可以破碎合金钢中的碳化物，达到均匀分布的目的；还可以提高锻件的横向力学性能，减小力学性能的异向性。 大型饼类锻件和宽板锻件都是以镦粗为主要变形，且镦粗的变形量很大，但是目前该类锻件的超声波探伤废品率很高，主要因为内部出现了横向内裂层缺陷，然而现行的工艺理论对此不能解释。为此，从90年代开始，中国学者经过长时间的认真研究，从主变形区以及被动变形区理论出发，对镦粗理论进行深入研究。提出了平板镦粗时刚塑性力学模型的拉应力理论以及静水应力力学模型的切应力理论，与此同时还进行了大量的定性物理模拟实验，并利用广义滑移线法和力学分块法来求解分析工件内部的应力状态，大量数据证明了该理论的合理性和正确性，揭示了利用普通平板镦粗圆柱体时其内部应力的分布规律，进而提出了锥形板镦粗新工艺，建立了方柱体镦粗的刚塑性力学模型。 二、拔长工艺 拔长是大型轴类锻件锻造过程中必须的一道工序，也是影响锻件质量的主要工序，通过拔长工序使坯料截面积减小，长度增加，同时也起到打碎粗晶、锻合内部疏松与孔洞、细化铸态组织等作用，从而获得均质致密的高质量锻件。在研究平砧拔长工艺的同时，人们逐步开始认识到大锻件内部的应力、应变状态对锻合内部缺陷的重要性，从普通的上下平砧拔长，发展到上平砧下V 型砧拔长以及上下V 型砧拔长，再到后来通过改变拔长砧形和工艺条件，又提出了WHF锻造法、KD锻造法、FM锻造法、JTS锻造法、FML锻造法、TER 锻造法、SUF锻造法以及新FM锻造法，这些方法都己经应用于大锻件生产，并且取得较好的效果。 1. WHF锻造法是一种宽平砧强力压下的锻造方法，其锻造原理是利用上、下宽平砧，并且采用大的压下率，锻造时的心部大变形有利于消除钢锭内部缺陷，广泛应用于大型水压机锻造中。 2. KD锻造法是在WHF 锻造方法基础上研发出来的，其原理是利用钢锭在长时间的高温条件下有足够的塑性，能在有限的设备上，用宽砧大压下率进行锻造，采用上、下V 型宽砧锻造有利于锻件表面金属塑性的提高，增加心部的三向压应力状态，进而有效地锻合钢锭内部缺陷。 3. FM锻造法是利用上平砧，下平台锻造时的非对称变形，以及下平台对锻件变形的摩擦阻力作用，使锻件从上到下逐渐变形，以便使拉应力转移到坯料与平台的接触面上，中心部位的静水压应力得到了增加，进而改善了变形体内的应力状态。 4. JTS 锻造法是锻前将钢锭加热到高温，然后使表面快速冷却，钢锭表面进而就形成一层硬壳，心部仍然处于高温状态，这层硬壳对坯料的变形起到固定作用，使变形主要集中在锻