鍛件

鍛件按加工溫度分類(lèi)

鍛件按坯料在加工時(shí)的溫度，可分為冷鍛溫鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于金屬坯料的再結(jié)晶溫度下加工。

鍛件按結(jié)構(gòu)分類(lèi)

鍛件幾何形體結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度差異，決定其模鍛工藝和模具設(shè)計(jì)有明顯區(qū)別，明確鍛件結(jié)構(gòu)類(lèi)型是進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的必要前提。業(yè)內(nèi)將一般鍛件分為3類(lèi)，每類(lèi)中再細(xì)分為3組，共9組。

第Ⅰ類(lèi)——主體軸線立置于模膛成形，水平方向二維尺寸相近（圓形/回轉(zhuǎn)體居多、方形或近似形狀）的鍛件。該類(lèi)鍛件模鍛時(shí)通常會(huì)用到鐓粗工步。根據(jù)成形難度差異細(xì)分為3組。

Ⅰ-1組：以鐓粗并略帶壓入方式成形的鍛件，如輪轂和輪緣之間高度變化不大的齒輪。

Ⅰ-2組：以擠壓并略帶鐓粗方式及兼有擠壓、壓入和鐓粗方式成形的鍛件，如萬(wàn)向節(jié)叉、十字軸等。

Ⅰ-3組：以復(fù)合擠壓方式成形的鍛件，如輪轂軸等。

第Ⅱ類(lèi)——主體軸線臥置于模膛成形，水平方向一維尺寸較長(zhǎng)的直長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件。根據(jù)垂直主軸線的斷面積的差別程度細(xì)分為3組。

Ⅱ-1組垂直主軸線的斷面積差別不大（最大斷面積與最小斷面積之比<1.6，可不用其他設(shè)備制坯）的鍛件。

Ⅱ-2組垂直主軸線的斷面積差別較大（最大斷面積與最小斷面積之比>1.6，前方需要其他設(shè)備制坯）的鍛件，如連桿等。

Ⅱ-3組端部（一端或兩端）為叉形/枝丫形的鍛件，除按以上兩組確定是否需要制坯外，必須合理設(shè)計(jì)預(yù)鍛工步，如套管叉等。

第Ⅰ、Ⅱ類(lèi)鍛件一般為平面分?；?qū)ΨQ曲面分模，非對(duì)稱曲面分模增加了鍛件的復(fù)雜程度。

第Ⅲ類(lèi)——主體軸線曲折，臥置于模膛成形的鍛件。根據(jù)主體軸線走向細(xì)分為3組。

Ⅲ-1組主體軸線在鉛垂面內(nèi)彎曲（分模面為起伏平緩的曲面或帶落差），但平面圖為直長(zhǎng)軸形（類(lèi)似第Ⅱ類(lèi)），一般無(wú)須設(shè)計(jì)專門(mén)的彎曲工步即可成形的鍛件。

Ⅲ-2組主體軸線在水平面內(nèi)彎曲（分模面一般為平面），必須安排彎曲工步才能成形的鍛件。

Ⅲ-3組主體軸線為空間彎曲（非對(duì)稱曲面分模）的鍛件。

還有兼?zhèn)鋬深?lèi)或三類(lèi)結(jié)構(gòu)特征，復(fù)雜程度更高的鍛件，如多數(shù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件。

1)重量范圍大。鍛件有小到幾克至大到幾百噸

2)比鑄件質(zhì)量高。鍛件的力學(xué)性能比鑄件好，能承受大的沖擊力作用和其他重負(fù)荷，所以，凡是一些重要的、受力大的零件都采用鍛件。

對(duì)于高碳化物鋼而言，鍛件比軋材質(zhì)量好。如高速鋼軋材只有經(jīng)過(guò)改鍛后才能滿足使用要求。特別是高速鋼銑刀必須進(jìn)行改鍛。

3)重最輕。在保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，鍛件比鑄件的重量輕，這就減輕了機(jī)器自身的重量，對(duì)于交通工具、飛機(jī)、車(chē)輛和字宙航撩器械有重要的意義。

4)節(jié)約原材料。例如汽車(chē)上用的靜重17kg的曲軸，采用軋材切削鍛造時(shí)，切屑要占曲軸重量189%，而采用模鍛時(shí)，切屑只占30%，還縮短機(jī)加工工時(shí)1/6。

精密鍛造的鍛件，不僅可節(jié)約更多的原材料，而且也可節(jié)約更多的機(jī)加工工時(shí)。

5)生產(chǎn)率高。例如采用兩臺(tái)熱模鍛壓力機(jī)模鍛徑向止推軸承，可以代替30臺(tái)自動(dòng)切削機(jī)床。采用頂鍛自動(dòng)機(jī)生產(chǎn)M24螺母時(shí)，六軸自動(dòng)車(chē)床生產(chǎn)率的17.5倍。

6)自由鍛造靈活性大 ，因此，一些修造廠中廣泛地采用鍛造方法生產(chǎn)各種配件。

鍛造可以利用對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，改變其機(jī)械性能。通過(guò)鍛造可消除金屬的疏松?？锥?，使鍛件的機(jī)械性能得以提高。 鍛件具有以下用途：

①一般工業(yè)用鍛件，是指機(jī)床制造業(yè)、農(nóng)用機(jī)械、農(nóng)具制造和軸承工業(yè)等民用工業(yè)。

②水輪發(fā)電機(jī)用鍛件，像主軸和中間軸等。

③火電站用鍛件，像轉(zhuǎn)子、葉輪、護(hù)環(huán)主軸等。

④冶金機(jī)械，像冷軋輥、熱軋輥和人字齒輪軸等。

⑤壓力容器用鍛件，像筒體、釜圈法蘭和封頭等。

⑥船用鍛件，像曲軸、尾軸、舵桿、推力軸和中間軸等。

⑦鍛壓機(jī)械設(shè)備，像錘頭、錘桿、水壓機(jī)的立柱、缸體、輪軸壓裝機(jī)的支柱和缸體等。

⑧模塊鍛件，主要是熱模鍛錘用的鍛模。

⑨汽車(chē)工業(yè)用鍛件，像左、右轉(zhuǎn)向節(jié)、前梁、車(chē)鉤等，據(jù)統(tǒng)計(jì)在汽車(chē)中，鍛壓件占其質(zhì)量的80%。

⑩機(jī)車(chē)用鍛件，像車(chē)軸、車(chē)輪、板簧、機(jī)車(chē)的曲軸等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)車(chē)中鍛壓件占其質(zhì)量的60%。

?軍工用鍛件，像炮管、門(mén)體、炮閂支架和牽引環(huán)等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在坦克中，鍛壓件占其質(zhì)量的65%。

(1)氧化

金屬坯料在加熱時(shí)與爐中氧化性氣體反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象稱為氧化。氧化皮的產(chǎn)生，不但造成金屬的燒損，而且降低鍛件表面質(zhì)量和尺寸精度。當(dāng)氧化皮壓入鍛件內(nèi)深度超過(guò)機(jī)械加工余量時(shí)，能導(dǎo)致鍛件報(bào)廢。

(2)脫碳

加熱時(shí)金屬坯料表層的碳與氧等介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成表層碳元素降低的現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳會(huì)使表層硬度下降，耐磨性降低。如脫碳層厚度小于機(jī)械加工余量，不會(huì)對(duì)鍛件造成危害；反之則影響鍛件質(zhì)量。采用快速加熱、在坯料表層涂保護(hù)涂料、在中性介質(zhì)或還原性介性中加熱都能減緩脫碳。

(3)過(guò)熱

金屬坯料由加熱溫度過(guò)高或高溫下保溫時(shí)間太長(zhǎng)引起晶粒粗大的現(xiàn)象稱為過(guò)熱。過(guò)熱會(huì)使坯料塑性下降，鍛件的力學(xué)性能降低。為此，要嚴(yán)格控制加熱溫度，盡可能縮短高溫階段的保溫時(shí)間來(lái)預(yù)防過(guò)熱的產(chǎn)生。

(4)過(guò)燒

金屬坯料加熱溫度超過(guò)始鍛溫度過(guò)多，使晶粒邊界出現(xiàn)氧化及熔化的現(xiàn)象稱為過(guò)燒。過(guò)燒后，材料的強(qiáng)度嚴(yán)重下降，塑性很差，一經(jīng)鍛打即破碎變成廢料，是無(wú)法挽救的。因此，要嚴(yán)格執(zhí)行正確的操作規(guī)范。

(5)裂紋

大型鍛件加熱時(shí)，如果裝爐溫度過(guò)高或加熱速度過(guò)快，則鍛件心部與表層溫差過(guò)大，造成內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。因此，對(duì)大型鍛件加熱時(shí)，要防止裝爐溫度過(guò)高和加熱速度過(guò)快，一般應(yīng)采用防熱措施。

鍛件熱處理按其熱處理的目的不同可分為兩組。

鍛件質(zhì)量檢查項(xiàng)目如下：

(1)幾何形狀與尺寸

一般鍛件外形尺寸用鋼尺、卡鉗、樣板等量具進(jìn)行檢測(cè)；形狀復(fù)雜的模鍛件可用劃線方法進(jìn)行精確檢測(cè)。

(2)表面質(zhì)量

鍛件表面上若有裂紋、壓傷、折疊缺陷，一般用肉眼即可發(fā)現(xiàn)。有時(shí)裂紋很小，折疊處不知深淺時(shí)，可在清鏟后再觀察；必要時(shí)可用探傷法檢查。

(3)內(nèi)部組織

鍛件內(nèi)部是否有裂紋，夾雜、疏松等缺陷，可用肉眼或用10～30倍放大鏡檢查鍛壓斷面上宏觀組織。生產(chǎn)中常用的方法是酸蝕檢驗(yàn)，即在鍛件需要檢查的部位切取試樣，用酸液浸蝕即可清晰地顯示斷面上宏觀組織的缺陷的情況，如鍛造流線分布、裂紋和夾雜物等。

(4)金相檢驗(yàn)

借助于金相顯微鏡觀察鍛件斷口組織狀態(tài)的檢驗(yàn)方法，可以檢查碳化物分布、晶粒度和脫碳深度等項(xiàng)目。

(5)力學(xué)性能

力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目主要是硬度、抗拉強(qiáng)度和沖擊韌度。有時(shí)根據(jù)零件設(shè)計(jì)要求，還可作冷彎試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等。

以上質(zhì)量檢查項(xiàng)目，有時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)實(shí)際情況分別采用，有時(shí)要逐件檢查，有時(shí)則按每批鍛件抽檢。通過(guò)質(zhì)量檢查，便可評(píng)定鍛件是否合格 。對(duì)于有缺陷的鍛件，應(yīng)分析產(chǎn)生原因，提出預(yù)防缺陷的措施。

鍛件熱處理按其熱處理的目的不同可分為兩組。

鍛造可以利用對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，改變其機(jī)械性能。通過(guò)鍛造可消除金屬的疏松?？锥?，使鍛件的機(jī)械性能得以提高。 鍛件具有以下用途：

①一般工業(yè)用鍛件，是指機(jī)床制造業(yè)、農(nóng)用機(jī)械、農(nóng)具制造和軸承工業(yè)等民用工業(yè)。

②水輪發(fā)電機(jī)用鍛件，像主軸和中間軸等。

③火電站用鍛件，像轉(zhuǎn)子、葉輪、護(hù)環(huán)主軸等。

④冶金機(jī)械，像冷軋輥、熱軋輥和人字齒輪軸等。

⑤壓力容器用鍛件，像筒體、釜圈法蘭和封頭等。

⑥船用鍛件，像曲軸、尾軸、舵桿、推力軸和中間軸等。

⑦鍛壓機(jī)械設(shè)備，像錘頭、錘桿、水壓機(jī)的立柱、缸體、輪軸壓裝機(jī)的支柱和缸體等。

⑧模塊鍛件，主要是熱模鍛錘用的鍛模。

⑨汽車(chē)工業(yè)用鍛件，像左、右轉(zhuǎn)向節(jié)、前梁、車(chē)鉤等，據(jù)統(tǒng)計(jì)在汽車(chē)中，鍛壓件占其質(zhì)量的80%。

⑩機(jī)車(chē)用鍛件，像車(chē)軸、車(chē)輪、板簧、機(jī)車(chē)的曲軸等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)車(chē)中鍛壓件占其質(zhì)量的60%。

?軍工用鍛件，像炮管、門(mén)體、炮閂支架和牽引環(huán)等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在坦克中，鍛壓件占其質(zhì)量的65%。