锻造是金属压力加工方法之一。是一种利用锻压机械对金属原料施加压力,以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的一种加工工艺。
金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。锻件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性,在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
锻造的分类
一、锤锻或打铁
锤锻或打铁所用的方式相同,系将工作物加热到锻造温度,在平锤及钻板之间加以锻造; 小件可用手工称为打铁;大件则须使用蒸气锤。其中,工作物放在钻板与平面锤之间,至于蒸汽锤的构造,则依锻造容量而定,轻型者为单机架式, 重型者为双机架式。
二、落锤锻造
落锤锻造与平面锻造的不同,在于落锤锻造的锤有模穴,工作件在模穴中承受兩方面的压力或冲击力作用,进而依模穴的形状作塑性变形。 如下图所示,为了使金属的流动能确实而充份,往往将锻造分为若干级次,每级的变化为渐进式,以利控制流动方向,至于级数的多寡, 端视锻件的形状与大小,金属的可锻性及工件尺寸精度要求。
三、压力锻造(锻压)
压力锻造是以慢速的压力,使金属在模内挤压造形的锻造法,由于金属受力的时间颇长,挤压作用不仅行之于锻件表面,也及于工件的中心部份,因此,能达到内外均一的效果,其制品的质量亦较锤锻者为佳。
锻压用于手机外壳制程可有效减少CNC的时间,从而相对成本较低;并且可选用铝含量超过95%的铝合金,可进行阳极氧化。制程:先通过锻压得到较厚的手机结构件粗型;再CNC铣掉不需要的部分;NMT得到金属+塑料一体结构件;阳极氧化表面处理;最后胶合天线盖。
四、锻粗或端压锻造
锻粗或端压锻造通常是针对一均匀长杆的一端欲进行锻粗或造形而來,如下图所示。将长杆在模子内夹紧,其一端加热至高温,并顺其轴向,再该端加压,使其锻粗或造形。
五、滚轧锻造
以两个非百分之百为圆形的辊子(有 25~75%的直径缩减率,其余部份可依需要切成槽形),将杆料送入其间并夹持之,而后继续转动,使杆料受轧压,使直径缩减并向前推送;当辊子再转到开口位置时,可将杆料抽回到原来的位置,以备次一循环轧滚,或送到另一沟槽作另一种施工。
锻造工艺
不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;冲孔;矫正;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻造生产是机械制造工业中提供机械零件毛坯的主要加工方法之一。通过锻造,不仅可以得到机械零件的形状,而且能改善金属内部组织,提高金属的机械性能和物理性能。一般对受力大、要求高的重要机械零件,大多采用锻造生产方法制造。如汽轮发电机轴、转子、叶轮、叶片、护环、大型水压机立柱、高压缸、轧钢机轧辊、内燃机曲轴、连杆、齿轮、轴承、以及国防工业方面的火炮等重要零件,均采用锻造生产。