在锻造过程中,坯料发生了明显的塑性变形,产生了大量的塑性流动。锻造是机械制造中常用的成形方法。锻造可以消除金属的铸态气孔和焊接孔,锻件的力学性能一般优于相同材料的铸件。锻件除简单的轧制板材、型材或焊件外,多用于机械的重负荷、恶劣工况的重要部位。
锻造的目的是获得形状、尺寸和内部组织性能符合图纸要求的合格锻件。锻件应满足两个基本条件:在变形过程中,材料能承受要求的变形而不损坏;施力条件,即设备通过模具对工件施加足够的变形力,即特定的分布力。
1.锻造工艺的选择灵活多样。仅以成形过程为例,同样的模锻可以用不同的设备或方法完成。在保证产品外观、内在质量和生产率的前提下,选择成功的工艺方案要考虑的基本出发点是:的经济效益。
(1)尽可能节约原材料。尽量采用近余量成形或近静态成形,以减少切削加工。
(2)降低能耗。不能只看某个过程的能耗,还要看总能耗。乍一看,冷锻的能耗由于省略了加热过程而降低,但我们也要考虑冷锻前软化处理和工序间退火的能耗。非调质钢和余热变形处理是节能工艺。
(3)减小变形力。尽量采用省力的成型方法,不仅可以减少设备吨位和初期投资,还可以延长模具寿命。这也是近年来回转被广泛应用的原因。
(4)工艺稳定性好。一个好的工艺应该能够实现长期的连续生产,而不是因为追求高的单指标(如道次少、每道次变形大)而导致的低良率或模具损坏。
2.与金属铸造、切割、焊接等加工方法相比,金属塑性加工具有以下特点。
(1)金属塑性加工是在保持金属完整性的前提下进行的,工件形状和尺寸的变化可以通过塑性变形引起的材料转移来实现,不会产生切屑,因此材料利用率高。
(2)在塑料加工过程中,除了尺寸和形状的改变外,还可以改善金属的结构和性能。特别是对于铸坯,塑性加工后组织致密,粗晶粒破碎、细化、均匀,从而提高性能。此外,塑性流动产生的流线也能提高其性能。
(3)塑料加工便于实现生产过程的连续性和自动化,适合大批量生产,如轧制、拉拔等,劳动生产率高。
(4)塑料加工产品的尺寸精度和表面质量高。
(5)设备大,能耗高。