可以锻造多种金属。用于锻造的典型金属包括碳钢、合金钢和不锈钢。也可以锻造非常软的金属,例如铝、黄铜和铜。锻造工艺可以以少的浪费生产出具有机械性能的零件。基本概念是原始金属塑性变形为所需的几何形状,从而赋予其更高的抗疲劳性和强度。该工艺经济合理,能够批量生产零件并在成品中实现特定的机械性能。
锻造方法有多种,具有不同的功能和优点。常用的锻造方法包括压模或闭模锻造、开模锻造和无缝环锻造。在这里,我们将详细讨论不同锻造工艺的方法、应用和比较优势。
闭式模锻也称为模锻。将金属放入模具中并连接到砧座上。锤子落到金属上,使其流动并填充模具型腔。锤子在几毫秒内与金属快速、连续接触。多余的金属被推出模腔,产生毛边。闪光灯比其他材料冷却得更快,使其比模具中的金属更坚固。锻造后,去除飞边。
在卧式锻造机上生产的不精密模锻件称为镦粗。在镦锻过程中,坯料被固定在固定模具和移动模具之间,同时水平冲头提供锻造坯料的压力。每次冲压冲程后,多重压模模具打开,允许将坯料从一个型腔转移到另一个型腔。
闭式模锻是模锻的另一种形式。它不依赖于毛刺的形成来实现芯片的完全填充。材料在型腔中变形,使得多余材料很少或根本无法逸出,从而对模具设计提出了更高的要求。
开式模锻可生产几磅至150吨以上的锻件。之所以称为开放式模具,是因为金属在锻造过程中不受压印模具的横向限制,该工艺逐渐将原材料加工成所需的形状,常见的是在平面模具之间。在实践中,自由锻造包括许多工艺变化,允许生产极其广泛的形状和尺寸。当设计标准规定大型金属部件的佳结构完整性时,开式模锻的尺寸能力使其成为相对于非锻造替代方案的明确工艺选择。在尺寸范围的内,自由锻件仅受起始坯料尺寸(即可铸造的大铸锭)的限制。
开模成型能力的范围确实很广。除了圆形、方形、矩形、六角形棒材和其他基本形状外,开模工艺还可以生产:
● 步进轴实心轴(主轴或转子),其直径在纵轴上的多个位置增大或减小(减小)。
● 空心圆柱体的形状通常比零件的直径长得多。长度、壁厚、内径、外径可根据需要改变。
● 根据高度/壁厚比,环形部件的形状可能类似于垫圈或接近空心圆柱体。
● 异形金属壳体(如压力容器)可与挤压喷嘴和其他设计功能相结合。
采用无缝环轧锻工艺锻造的环重量不到1磅,高可达35万磅,外径从几英寸到30英尺不等。在性能方面,锻造圆形截面环通常用于能源发电、采矿、航空航天、非公路设备和其他关键应用。
无缝环配置可以是平坦的(例如垫圈),也可以具有高的垂直壁(大约是空心圆柱形部分)。尽管具有矩形横截面的基本形状已成为常态,但仍然可以锻造具有复杂功能横截面的环来满足几乎所有设计要求。
这些轮廓轧制环可以制成数千种不同的形状,其内径和/或外径具有轮廓。异形环的主要优点是大大减少了加工工序,定制异形环可以节省零件成本。