铁匠的秘密:锻造方法介绍

现代锻造设备如何将金属加工成锻造部件?

什么是锻造?

锻造是一种通过锤击使金属成形的制造过程, 紧迫的, 或滚动. 这些压缩力是用锤子或模具传递的. 锻件通常根据锻造时的温度(冷)来分类, 温暖的, 或热锻.

各种各样的金属都可以锻造. 锻造用的典型金属包括 碳钢,合金钢,和 不锈钢. 非常软的金属,比如 、黄铜、铜也可锻造. 这种锻造工艺可以以最少的浪费生产出具有优良机械性能的零件. 其基本原理是将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. 该工艺在经济上是合理的,具有批量生产零件的能力, 并在成品中达到特定的机械性能.

锻压成型的金属
锻造是通过诸如锤击这样的压力来塑造金属, 紧迫的, 或滚动.

锻造的历史

锻打已经由铁匠练习了几千年. 起初, 青铜和铜是最常见的锻造金属, 在青铜时代:后来, 随着控制温度和炼铁过程的能力被发现, 铁成为最主要的锻造金属. 传统bwin体育包括厨具、五金、手工工具和有刃武器. 工业革命使锻造成为一种更高效的大规模生产工艺. 从那时起, 锻造是随着设备的进步而发展的, 机器人, 电子控制, 和自动化. 锻造现在是一个世界范围内的工业,拥有现代化的锻造设备,生产各种尺寸的高质量金属零件, 形状, 材料, 和结束.

锻锤形状金属
在用锻锤将金属加工成所需形状之前要先加热. 这以前是由铁匠手工完成的.

锻造方法

锻造方法有几种,其能力和效益各不相同. 比较常用的锻造方法有落锤锻造法和辊锻法.

落锤锻造

落锤锻造的名字来源于一种将榔头落在金属上,将其铸成模具形状的工艺. 模具指的是与金属接触的表面. 落锻有开式和闭式两种类型. 模具通常是平面的,有些具有特殊形状的表面,用于特殊的操作.

自由模锻(锻打)

自由模锻又称铁匠锻造. 锤子在固定的砧上敲击金属并使之变形. 在这种类型的锻造中, 金属从来没有完全被限制在模具中-允许它流动,除了它与模具接触的地方. 操作者的责任是定位和定位金属,以实现所需的最终形状. 使用平面模具,其中一些具有特殊形状的表面,用于特殊的操作. 自由模锻适用于简单、大型的零件,以及定制的金属零件.

开式模锻的优点:

  • 较好的抗疲劳性和强度
  • 减少出错和/或漏洞的机会
  • 改善微观结构
  • 连续的颗粒流
  • 细粒度

精锻(impression-die)

闭模锻造又称压模锻造. 金属被放入模具中,并连接到铁砧上. 锤子落在金属上,使其流动并充满模腔. 这把锤子被设定为以毫秒为单位连续快速接触金属. 多余的金属从模腔中挤出,导致闪光. 闪光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,去除闪光.

为了使金属达到最后的阶段,它要通过模具中的一系列腔:

  1. 压边模(也称压边或压弯)
    用来把金属模压成粗糙形状的第一印象.
  1. 阻塞蛀牙
    金属被加工成更接近最终bwin体育的形状. 金属的形状有很大的弯曲和圆角.
  1. 最后的印象腔
    将金属加工成所需形状的最后阶段.

闭模锻造的优点:

  • 生产零件达25吨
  • 生产接近净形状,只需要少量的精加工
  • 重型生产的经济性

滚锻

辊锻由两个圆柱形或半圆柱形水平轧辊组成,使圆形或扁平棒材变形. 这可以减少它的厚度,增加它的长度. 加热后的棒材插入并在两个辊之间传递,每个辊都包含一个或多个有形状的凹槽,并在辊入机器的过程中逐渐成形. 这个过程一直进行,直到达到所需的形状和大小.

自动辊锻的优点:

  • 几乎不产生任何物质浪费
  • 在金属中形成良好的晶粒结构
  • 减少金属的截面积
  • 生产锥形结束

冲锻

压锻使用缓慢, 持续的压力或力, 代替了在落锤锻造中使用的冲击. 滑块移动越慢,变形越深, 使金属的整体体积均匀受到影响. 与之相反, 在落锤锻造, 变形通常只在表面水平,而金属内部保持一定程度的不变形. 通过控制压锻过程中的压缩率,还可以控制内部应变.

压锻的优点:

  • 重型生产的经济性
  • 0以内公差精度更高.01–0.2英寸
  • 模具有更小的牵伸允许更好的尺寸精度
  • 模具的速度、压力和行程都是自动控制的
  • 过程自动化是可能的
  • 压力范围从500-9000吨
冲锻金属
压锻使用缓慢, 连续的压力或力使金属均匀成形, 代替了在落锤锻造中使用的冲击.

顶锻

镦锻是一种通过压缩金属长度来增加金属直径的制造工艺. 曲柄压力机是用于镦锻加工的专用高速机床. 曲柄压力机通常设置在水平面上,以提高效率和快速交换金属从一个工位到下一个. 立式曲柄压力机或液压机也是一种选择.

镦锻的优点:

  • 生产速度高,每小时可达4500个零件
  • 完全自动化是可能的
  • 消除锻件牵伸和闪点
  • 几乎不产生浪费

自动热锻

在自动热锻中, 在室温下将轧机长度的钢筋插入锻造机的一端, 热锻bwin体育从另一端出现. 用大功率感应线圈在60秒内加热到2190-2370°F的温度. 棒材用滚轮除锈,并分成坯料. 在这一点上, 金属通过几个成形阶段转移,这些阶段可以与高速冷成形操作相结合. 通常情况下,冷成形操作留给最后加工阶段. 通过这样做, 在保持自动热锻的高速度的同时,可以获得冷加工的好处.

自动热锻的优点:

  • 高输出率
  • 低成本材料验收
  • 操作机器所需的最少劳动力
  • 几乎不产生材料浪费(比常规锻造节省20-30%的材料)

精密锻造(净形或近净形锻造)

精密锻造几乎不需要最后加工. 这是一种锻造方法的发展,以最小化与锻造后操作相关的成本和浪费. 成本节约是通过减少材料和能源实现的, 以及减少机械加工.

等温锻造

等温锻造是将金属和模具加热到相同温度的锻造过程. 采用绝热加热,系统与外部环境之间没有净质量转移或热交换. 这些变化都是由于内部变化导致的高度控制的应变速率. 由于热损失较低,较小的机器可用于这种锻造过程.