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發(fā)表于 2012-6-2 08:45:21
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鍛造技術(shù)及種類
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: c* D) }( X; c3 b, Q! Q) W2006-7-18 14:56:30 【文章字體:大 中 小】 打印 收藏 關(guān)閉
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, D, f( ~- `3 M, D6 H 鍛造2 O6 _$ N' K( [
+ h" {% |& F% S( k0 R 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,。
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" q; v7 Q- V9 }" [- F6 T2 P 鍛造的種類和特點(diǎn)
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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,。
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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,。
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! V- t7 B8 t$ N( Z, r( \3 [ 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。 % g! a7 K% S& h% \% ^7 b
+ g! X2 L: B6 m 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,。' `; ?# n/ F& q3 S* v( m2 r
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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,。
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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:7 G7 R$ s8 i; @) B j2 \
# D# Y6 o% G: s3 K- E6 \ · 限制鍛造力形式:油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī),。 - ]- n' m5 P4 H' O j, i) g
, O( Z5 n3 [4 F# j! k8 a1 z · 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),。 : M5 ~/ K9 l" @8 H6 a |9 U& f
# J* R/ U1 e0 {" H4 n0 S2 ]9 R8 [ · 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),。
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· 能量限制方式:利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī),。 5 b1 d% r' k0 X6 S! ?
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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,。
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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。. G9 J. M! x8 B7 @. ~- j
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鍛件與鑄件相比有什么特點(diǎn)& P2 T, Y6 K6 U2 Q% c f& ?& ^
4 i8 G; S8 ?0 i$ f- Q 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,。
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+ B& C' |% `4 N5 L' @" V! W6 K 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,。/ U/ P* L. v7 [! r/ v
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飛機(jī)鍛件, o) V2 T; u4 P; |& E2 R' S; G5 h _
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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),。 2 o9 T8 P: ~/ S: E
: X3 H; I. P# p- z; J 汽車鍛
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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。7 z$ s, @4 c$ {# v: U l# L
- ?3 i; Z! u# A v9 R# v 柴油機(jī)鍛件
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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。
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船用鍛件6 ]: T, M/ ~9 U$ [
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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。$ j5 N# s# v! G$ `. [
( e' w+ T- y( _1 g: x: E: _ 兵器鍛件
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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�,;鹋谥械呐诠�,、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,。: V3 o5 r! ~ j5 Q' G U! H7 \" {
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石油化工鍛件
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7 T1 r2 h& M1 F0 r* k 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,。1 }. K, J! Z( ?6 i% Z6 W1 g5 V# L
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礦山鍛件
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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,。
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, H0 M/ p) B' ?9 M9 f& ^+ f 核電鍛件
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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,。6 j+ B1 f9 W2 A, h% |7 N% w1 B
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火電鍛件 : ?* J& |1 s: H# t4 @
" `" G" C7 F+ u3 h! y0 q( X) b s 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,。
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5 x# y `- @( \; z 水電鍛件 5 O+ `6 ^8 f q% p3 u
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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。$ M9 L* g0 B" J4 A# Y: |1 \' |
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8 f# r0 F; j& b6 Z7 C; c8 {信息來(lái)源: 無(wú)錫鍛壓協(xié)會(huì)
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