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鍛造（Forging），是金屬壓力加工方法之一。指利用壓力改變金屬原料形狀，以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的一種加工工藝。 鍛造是一種利用局部壓縮力對(duì)金屬進(jìn)行成型的制造工藝。打擊是用錘子 (通常是動(dòng)力錘) 或模具進(jìn)行的。

鍛造通常根據(jù)其進(jìn)行的溫度進(jìn)行分類: 冷鍛造 (一種冷加工)、熱鍛造或熱鍛造 (一種熱加工)。對(duì)于后兩者, 金屬被加熱, 通常是在鍛造中。鍛造零件的重量可以從不到一公斤到數(shù)百公噸不等。 鍛造已經(jīng)由鐵匠完成了幾千年;傳統(tǒng)產(chǎn)品有廚具、五金、手工工具、邊緣武器、銅鼓和珠寶。自工業(yè)革命以來(lái), 鍛造部件被廣泛用于需要高強(qiáng)度的機(jī)械和機(jī)械;這類鍛件通常需要進(jìn)一步加工 (如加工) 來(lái)實(shí)現(xiàn)成品。如今, 鍛造是一個(gè)重要的世界性產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)加工時(shí)工件的溫度，可將鍛造分為：熱鍛（再結(jié)晶（recrystallization）溫度以上）；溫鍛（再結(jié)晶溫度～再結(jié)晶溫度的30%[注 1]）；冷鍛（再結(jié)晶溫度的30%以下，一般是室溫）。通常把坯料加熱后，用手錘、鍛錘或壓力機(jī)等錘擊或加壓，使它發(fā)生塑性變形，成為一定形狀和尺寸的工件，所得的工件稱為鍛件，鍛造能改變金屬組織、提高其機(jī)械性能，因此在機(jī)械制造中常用來(lái)制造承受較大動(dòng)載荷的零件。

按成型用的工具，分為自由鍛與模鍛。按鍛件有無(wú)飛邊，分為開(kāi)式鍛造與閉式鍛造。增質(zhì)式3D打印的鍛造

鍛造技術(shù)及種類

鍛造

對(duì)金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能,用以制造機(jī)械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。

鍛造的種類和特點(diǎn)

當(dāng)溫度超過(guò)300℃-400℃（鋼的藍(lán)脆區(qū)），達(dá)到700℃-800℃時(shí)，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改善。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對(duì)鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個(gè)成型溫度區(qū)域。原本這種溫度區(qū)域的劃分并無(wú)嚴(yán)格的界限，一般地講，在有再結(jié)晶的溫度區(qū)域的鍛造叫熱鍛，不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。

在低溫鍛造時(shí)，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(wú)脫碳現(xiàn)象。因此，只要變形能在成形能范圍內(nèi)，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(rùn)滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時(shí)，由于變形能和變形阻力都很小，可以鍛造形狀復(fù)雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件，可在900℃-1000℃溫度域內(nèi)用熱鍛加工。另外，要注意改善熱鍛的工作環(huán)境。鍛模壽命（熱鍛2-5千個(gè)，溫鍛1-2萬(wàn)個(gè)，冷鍛2-5萬(wàn)個(gè)）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。

坯料在冷鍛時(shí)要產(chǎn)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(qiáng)度的鍛模和采用防止磨損和粘結(jié)的硬質(zhì)潤(rùn)滑膜處理方法。另外，為防止坯料裂紋，需要時(shí)進(jìn)行中間退火以保證需要的變形能力。為保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可對(duì)坯料進(jìn)行磷化處理。在用棒料和盤條進(jìn)行連續(xù)加工時(shí)，目前對(duì)斷面還不能作潤(rùn)滑處理，正在研究使用磷化潤(rùn)滑方法的可能。

根據(jù)坯料的移動(dòng)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(méi)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(fù)雜鍛件的精加工。由于沒(méi)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(yīng)注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴(yán)格控制坯料的體積，控制鍛模的相對(duì)位置和對(duì)鍛件進(jìn)行測(cè)量，努力減少鍛模的磨損。

根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)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(xì)長(zhǎng)材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。

包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。

鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動(dòng)與自由度是不一致的，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：

限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī)。

準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)。

沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)。

能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)。

為了獲得高的精度應(yīng)注意防止下死點(diǎn)處過(guò)載，控制速度和模具位置。因?yàn)檫@些都會(huì)對(duì)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(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度，調(diào)整下死點(diǎn)和利用補(bǔ)助傳動(dòng)裝置等措施。

此外，根據(jù)滑塊運(yùn)動(dòng)方式還有滑塊垂直和水平運(yùn)動(dòng)（用于細(xì)長(zhǎng)件的鍛造、潤(rùn)滑冷卻和高速生產(chǎn)的零件鍛造）方式之分，利用補(bǔ)償裝置可以增加其它方向的運(yùn)動(dòng)。上述方式不同，所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產(chǎn)量、尺寸公差和潤(rùn)滑冷卻方式都不一樣，這些因素也是影響自動(dòng)化水平的因素。

鍛件與鑄件相比有什么特點(diǎn)

金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。

一般說(shuō)來(lái)，鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)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(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無(wú)法比擬的。

飛機(jī)鍛件

按重量計(jì)算，飛機(jī)上有85%左右的的構(gòu)件是鍛件。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤、后軸頸（空心軸）、葉片、機(jī)翼的翼梁, 機(jī)身的肋筋板、輪支架、起落架的內(nèi)外筒體等都是涉及飛機(jī)安全的重要鍛件。飛機(jī)鍛件多用高強(qiáng)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(jié)約材料和節(jié)約能源，飛機(jī)用鍛件大都采用模鍛或多向模鍛壓力機(jī)來(lái)生產(chǎn)。

汽車鍛

按重量計(jì)算，汽車上有17%-19%的鍛件。一般的汽車由車身、車箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、前橋、后橋、車架、變速箱、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等15個(gè)部件構(gòu)成汽車鍛件的特點(diǎn)是外形復(fù)雜、重量輕、工況條件差、安全度要求高。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的曲軸、連桿、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、后橋使用的半軸、半軸套管、橋箱內(nèi)的傳動(dòng)齒輪等等，無(wú)一不是有關(guān)汽車安全運(yùn)行的關(guān)鍵鍛件。

柴油機(jī)鍛件

柴油機(jī)是動(dòng)力機(jī)械的一種，它常用來(lái)作發(fā)動(dòng)機(jī)。以大型柴油機(jī)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(dòng)齒輪、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十余種。

船用鍛件

船用鍛件分為三大類，主機(jī)鍛件、軸系鍛件和舵系鍛件。主機(jī)鍛件與柴油機(jī)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。

兵器鍛件

鍛件在兵器工業(yè)中占有極其重要的地位。按重量計(jì)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(fā)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(chǎn)品。除鋼鍛件以外，還用其它材料制造武器。

石油化工鍛件

鍛件在石油化工設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。如球形儲(chǔ)罐的人孔、法蘭，換熱器所需的各種管板、對(duì)焊法蘭催化裂化反應(yīng)器的整鍛筒體（壓力容器），加氫反應(yīng)器所用的筒節(jié)，化肥設(shè)備所需的頂蓋、底蓋、封頭等均是鍛件。

礦山鍛件

按設(shè)備重量計(jì)算，礦山設(shè)備中鍛件的比重為12-24%。礦山設(shè)備有：采掘設(shè)備 卷?yè)P(yáng)設(shè)備 破碎設(shè)備 研磨設(shè)備 洗選設(shè)備 燒結(jié)設(shè)備。

核電鍛件

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(nèi)構(gòu)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(guò)渡段、螺栓等。 堆內(nèi)構(gòu)件是在高溫、高壓、強(qiáng)中子幅照、硼酸水腐蝕、沖刷和水力振動(dòng)等嚴(yán)峻條件下工作的，所以要選用18-8奧氏不銹鋼來(lái)制作。

火電鍛件

火力發(fā)電設(shè)備中有四大關(guān)鍵鍛件，即汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和護(hù)環(huán)，以及汽輪機(jī)中的葉輪與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

水電鍛件

水力發(fā)電站設(shè)備中的重要鍛件有水輪機(jī)大軸、水輪發(fā)電機(jī)大軸、鏡板、推力頭等。

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