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鍛造技術及種類
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4 K D0 j. ?% C# y3 L2006-7-18 14:56:30 【文章字體：大 中 小】 打印 收藏 關閉 3 G4 D& r. c, }6 }6 ^
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1 l) K2 x- f" r. k7 |) U 鍛造
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對金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能,用以制造機械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。& v7 O1 N( M+ g0 Y( L% c
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鍛造的種類和特點
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當溫度超過300℃-400℃（鋼的藍脆區），達到700℃-800℃時，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改善。根據在不同的溫度區域進行的鍛造，針對鍛件質量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個成型溫度區域。原本這種溫度區域的劃分并無嚴格的界限，一般地講，在有再結晶的溫度區域的鍛造叫熱鍛，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。
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在低溫鍛造時，鍛件的尺寸變化很小。在700℃以下鍛造，氧化皮形成少，而且表面無脫碳現象。因此，只要變形能在成形能范圍內，冷鍛容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。只要控制好溫度和潤滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時，由于變形能和變形阻力都很小，可以鍛造形狀復雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件，可在900℃-1000℃溫度域內用熱鍛加工。另外，要注意改善熱鍛的工作環境。鍛模壽命（熱鍛2-5千個，溫鍛1-2萬個，冷鍛2-5萬個）與其它溫度域的鍛造相比是較短的，但它的自由度大，成本低。" `: C5 D) C4 Y) f
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坯料在冷鍛時要產生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載，因此，需要使用高強度的鍛模和采用防止磨損和粘結的硬質潤滑膜處理方法。另外，為防止坯料裂紋，需要時進行中間退火以保證需要的變形能力。為保持良好的潤滑狀態，可對坯料進行磷化處理。在用棒料和盤條進行連續加工時，目前對斷面還不能作潤滑處理，正在研究使用磷化潤滑方法的可能。
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, F; K2 r% w0 P2 {/ g8 k 根據坯料的移動方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊，材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊，鍛件的受力面積就減少，所需要的荷載也減少。但是，應注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴格控制坯料的體積，控制鍛模的相對位置和對鍛件進行測量，努力減少鍛模的磨損。( V" C1 ]2 O/ e+ S3 a
* a/ R7 F6 W6 V2 b. T4 g- Q2 w) X* q& D 根據鍛模的運動方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細長材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉鍛造也是局部成形的，它的優點是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實現形成。包括自由鍛在內的這種鍛造方式，加工時材料從模具面附近向自由表面擴展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運動方向和旋鍛工序用計算機控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復雜、精度高的產品。例如生產品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。
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* P t8 V7 Y- H/ L2 b) i 鍛造設備的模具運動與自由度是不一致的，根據下死點變形限制特點，鍛造設備可分為下述四種形式：
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m- f$ x9 [$ f- H. o% C) I0 p- U · 限制鍛造力形式：油壓直接驅動滑塊的油壓機。
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+ \; m. G/ N/ Y8 m( x" O7 O% p · 準沖程限制方式：油壓驅動曲柄連桿機構的油壓機。 1 J) D- J- q A* H* p; F; b
* x+ I+ u* `$ {/ q · 沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機構驅動滑塊的機械式壓力機。 f+ ?* z0 Q7 g c) ~0 k
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· 能量限制方式：利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。 # c% X7 |( l. L+ T% y
/ T( d! M! ]" R# s, C 為了獲得高的精度應注意防止下死點處過載，控制速度和模具位置。因為這些都會對鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外，為了保持精度，還應注意調整滑塊導軌間隙、保證剛度，調整下死點和利用補助傳動裝置等措施。7 v" _8 O9 H- }
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此外，根據滑塊運動方式還有滑塊垂直和水平運動（用于細長件的鍛造、潤滑冷卻和高速生產的零件鍛造）方式之分，利用補償裝置可以增加其它方向的運動。上述方式不同，所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產量、尺寸公差和潤滑冷卻方式都不一樣，這些因素也是影響自動化水平的因素。
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; B. ^* f$ b9 Z, S: c$ R/ a 鍛件與鑄件相比有什么特點
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金屬經過鍛造加工后能改善其組織結構和力學性能。鑄造組織經過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結晶，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變為晶粒較細、大小均勻的等軸再結晶組織，使鋼錠內原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學性能。
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7 m) O! s$ d- @! W* U 一般說來，鑄件的力學性能低于同材質的鍛件力學性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續性， 使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學性能與長的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產的鍛件，都是鑄件所無法比擬的。- e0 [* e+ D6 F0 m1 d* c; f
- R4 n7 C$ h8 s) [$ q 飛機鍛件9 A' U3 ~5 n, E% Q1 _. W M" T
$ q/ p7 K- y- `8 q, l; J' ?# a 按重量計算，飛機上有85%左右的的構件是鍛件。飛機發動機的渦輪盤、后軸頸（空心軸）、葉片、機翼的翼梁, 機身的肋筋板、輪支架、起落架的內外筒體等都是涉及飛機安全的重要鍛件。飛機鍛件多用高強度耐磨、耐蝕的鋁合金、鈦合金、鎳基合金等貴重材料制造。為了節約材料和節約能源，飛機用鍛件大都采用模鍛或多向模鍛壓力機來生產。 - I8 V. I9 |6 \! v- q' T
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汽車鍛
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按重量計算，汽車上有17%-19%的鍛件。一般的汽車由車身、車箱、發動機、前橋、后橋、車架、變速箱、傳動軸、轉向系統等15個部件構成汽車鍛件的特點是外形復雜、重量輕、工況條件差、安全度要求高。如汽車發動機所使用的曲軸、連桿、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉向節、后橋使用的半軸、半軸套管、橋箱內的傳動齒輪等等，無一不是有關汽車安全運行的關鍵鍛件。
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柴油機鍛件
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柴油機是動力機械的一種，它常用來作發動機。以大型柴油機為例，所用的鍛件有汽缸蓋、主軸頸、曲軸端法蘭輸出端軸、連桿、活塞桿、活塞頭、十字頭銷軸、曲軸傳動齒輪、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十余種。
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船用鍛件
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船用鍛件分為三大類，主機鍛件、軸系鍛件和舵系鍛件。主機鍛件與柴油機鍛件一樣。軸系鍛件有推力軸、中間軸艉軸等。舵系鍛件有舵桿、舵柱、舵銷等。: r7 c4 v, H+ e, [: N# i
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兵器鍛件
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鍛件在兵器工業中占有極其重要的地位。按重量計算，在坦克中有60%是鍛件。火炮中的炮管、炮口制退器和炮尾，步兵武器中的具有膛線的槍管及三棱刺刀、火箭和潛艇深水炸彈發射裝置和固定座、核潛艇高壓冷卻器用不銹鋼閥體、炮彈、槍彈等，都是鍛壓產品。除鋼鍛件以外，還用其它材料制造武器。: ~1 M! S+ W% i, v9 [; T) {2 L5 w
, k' Q) @' V3 Y- _) E 石油化工鍛件
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+ [: n! L/ R K. ^ 鍛件在石油化工設備中有著廣泛的應用。如球形儲罐的人孔、法蘭，換熱器所需的各種管板、對焊法蘭催化裂化反應器的整鍛筒體（壓力容器），加氫反應器所用的筒節，化肥設備所需的頂蓋、底蓋、封頭等均是鍛件。
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礦山鍛件/ h, v c8 ]" u
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按設備重量計算，礦山設備中鍛件的比重為12-24%。礦山設備有：采掘設備 卷揚設備 破碎設備 研磨設備 洗選設備 燒結設備。
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1 o+ a' c- I/ m* F5 J 核電鍛件& V1 x7 ]# ?2 J4 U5 t* }
0 H4 h: S7 u& b1 Y ] 核電分為壓水堆和沸水堆兩類。核電站主要的大鍛件可分為壓力殼和堆內構件兩大類。 壓力殼含：筒體法蘭、管嘴段、管嘴、上部筒體、下部筒體、筒體過渡段、螺栓等。 堆內構件是在高溫、高壓、強中子幅照、硼酸水腐蝕、沖刷和水力振動等嚴峻條件下工作的，所以要選用18-8奧氏不銹鋼來制作。5 X/ t, T8 o. q. m4 i! X
: W9 o2 z# N: z, ?+ L# K$ J8 t 火電鍛件
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3 M' K( h0 B/ ?2 t. M 火力發電設備中有四大關鍵鍛件，即汽輪發電機的轉子和護環，以及汽輪機中的葉輪與汽輪機轉子。/ Q8 T4 ]1 l! K8 y3 H
( j+ i1 ~' m* c$ U7 ?9 E 水電鍛件 ; y3 `5 k0 f4 h% J- W& N6 B) V9 P% c
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水力發電站設備中的重要鍛件有水輪機大軸、水輪發電機大軸、鏡板、推力頭等。9 F5 Z4 A, c1 q$ j) g7 @9 w' P9 q
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信息來源： 無錫鍛壓協會 ' [) ?4 h2 d' [6 y$ s1 l
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發表于 2006-12-9 11:21:26
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