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金屬進行成型的制造工藝。打擊是用錘子 (通常是動力錘) 或模具進行的。

鍛造通常根據(jù)其進行的溫度進行分類: 冷鍛造 (一種冷加工)、熱鍛造或熱鍛造 (一種熱加工)。對于后兩者, 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, 鍛造部件被廣泛用于需要高強度的機械和機械;這類鍛件通常需要進一步加工 (如加工) 來實現(xiàn)成品。如今, 鍛造是一個重要的世界性產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)加工時工件的溫度，可將鍛造分為：熱鍛（再結晶（recrystallization）溫度以上）；溫鍛（再結晶溫度～再結晶溫度的30%[注 1]）；冷鍛（再結晶溫度的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、提高其機械性能，因此在機械制造中常用來制造承受較大動載荷的零件。

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

鍛造技術及種類

鍛造

對金屬坯料（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

當溫度超過300℃-400℃（鋼的藍脆區(qū)），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(jù)在不同的溫度區(qū)域進行的鍛造，針對鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個成型溫度區(qū)域。原本這種溫度區(qū)域的劃分并無嚴格的界限，一般地講，在有再結晶的溫度區(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，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(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(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，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。

坯料在冷鍛時要產(chǎn)生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載，因此，需要使用高強度的鍛模和采用防止磨損和粘結的硬質(zhì)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(tài)，可對坯料進行磷化處理。在用棒料和盤條進行連續(xù)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。

根據(jù)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。

根據(jù)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(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(yōu)點是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實現(xiàn)形成。

包括自由鍛在內(nèi)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(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機葉片等鍛件。

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

限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動滑塊的油壓機。

準沖程限制方式：油壓驅(qū)動曲柄連桿機構的油壓機。

沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機構驅(qū)動滑塊的機械式壓力機。

能量限制方式：利用螺旋機構的螺旋和磨擦壓力機。

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(diào)整滑塊導軌間隙、保證剛度，調(diào)整下死點和利用補助傳動裝置等措施。

此外，根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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。

鍛件與鑄件相比有什么特點

金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結構和力學性能。鑄造組織經(jīng)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?yōu)榫Я］^細、大小均勻的等軸再結晶組織，使鋼錠內(nèi)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。

一般說來，鑄件的力學性能低于同材質(zhì)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(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(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無法比擬的。

飛機鍛件

按重量計算，飛機上有85%左右的的構件是鍛件。飛機發(fā)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(nèi)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(jié)約材料和節(jié)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(chǎn)。

汽車鍛

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(fā)動機、前橋、后橋、車架、變速箱、傳動軸、轉向系統(tǒng)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(fā)動機所使用的曲軸、連桿、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉向節(jié)、后橋使用的半軸、半軸套管、橋箱內(nèi)的傳動齒輪等等，無一不是有關汽車安全運行的關鍵鍛件。

柴油機鍛件

柴油機是動力機械的一種，它常用來作發(fā)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。

船用鍛件

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。

兵器鍛件

鍛件在兵器工業(yè)中占有極其重要的地位。按重量計算，在坦克中有60%是鍛件?；鹋谥械呐诠堋⑴诳谥仆似骱团谖?，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(jié)，化肥設備所需的頂蓋、底蓋、封頭等均是鍛件。

礦山鍛件

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。

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(nèi)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。

火電鍛件

火力發(fā)電設備中有四大關鍵鍛件，即汽輪發(fā)電機的轉子和護環(huán)，以及汽輪機中的葉輪與汽輪機轉子。

水電鍛件

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

來源：網(wǎng)絡

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