铁匠的秘密:锻造方法介绍

现代锻造设备是如何将金属加工成锻造零件的?

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输送的. 锻件通常根据锻件的温度进行分类——冷锻, 温暖的, 或热锻.

可以锻造的金属种类繁多. 用于锻造的典型金属包括 碳钢、合金钢和 不锈钢. 非常柔软的金属,比如 黄铜和铜也可以锻造. 锻造工艺可以生产出机械性能优异、浪费最少的零件. 其基本概念是将原始金属塑性变形为所需的几何形状,使其具有更高的抗疲劳性和强度. 该工艺经济可靠,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.

锻造成形的金属
锻造是通过压缩力(如锤击)使金属成形, 紧迫的, 或滚动.

锻造历史

锻造已经被铁匠们练习了几千年. 起初, 青铜和铜是最常见的锻造金属, 青铜时代:后来, 随着人们发现了控制温度和冶铁过程的能力, 铁成了主要的锻造金属. 传统bwin体育包括厨房用具、五金、手工工具和锋利的武器. 工业革命使锻造成为一种更高效、更大规模的生产工艺. 从那时起, 锻造技术随着设备的进步而发展, 机器人, 电子控制, 和自动化. 锻造现在是一个全球性的行业,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.

锻锤成形金属
在使用锻锤将金属加工成所需形状之前,先对其进行加热. 这以前是铁匠用手做的.

锻造方法

锻造方法有几种,其性能和优点各不相同. 较常用的锻造方法包括滴锻法和滚锻法.

落锤锻造

落锤锻造得名于将铁锤落在金属上使其成型的过程. 模具指的是与金属接触的表面. 滴锻有开模和闭模两种类型. 模具的形状通常是平坦的,有些具有特殊形状的表面,用于特殊操作.

开模锻造(铁匠锻造)

开模锻造又称史密斯锻造. 锤子敲击固定铁砧上的金属并使其变形. 在这种锻造中, 金属永远不会被完全限制在模具内——允许它流动,除了与模具接触的区域. 操作员的责任是定位和定位金属,以达到所需的最终形状. 使用平模,有些有特殊形状的表面,用于特殊操作. 开式模锻适用于简单、较大的零件,也适用于定制金属零件.

开式模锻优点:

  • 更好的抗疲劳性和强度
  • 减少错误和/或漏洞的机会
  • 改善微观结构
  • 连续的颗粒流
  • 粒度更细

闭式模锻(压模)

闭式模锻又称压痕模锻. 将金属放入模具中,并连接到铁砧上. 锤落在金属上,使其流动并填满模具腔. 锤子以毫秒为单位连续快速接触到金属. 多余的金属被从模腔中推出,导致闪光. 闪光比其他材料冷却得快,使它比模具中的金属更坚固. 锻造后,凸边被除去.

为了使金属到达最后阶段,它被移动通过模具中的一系列空腔:

  1. 边印(又称满边或弯边)
    第一印象用来把金属塑造成一个粗糙的形状.
  1. 阻塞蛀牙
    金属被加工成更接近最终bwin体育的形状. 这种金属的形状有很大的弯曲和圆角.
  1. 最终印模腔
    最后阶段的整理和细化金属到所需的形状.

闭式模锻的优点:

  • 生产零件高达25吨
  • 只需要少量精加工就能产生接近净形
  • 对重生产经济

滚锻

辊锻由两个圆柱形或半圆柱形水平辊组成,使圆或扁棒材变形. 这样可以减少它的厚度,增加它的长度. 这个加热棒被插入和通过两个卷材之间,每个卷材都有一个或多个形状的凹槽,并逐步成型,因为它是通过机器滚动. 这一过程一直持续,直到达到所需的形状和大小.

自动辊锻优点:

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

冲锻

压锻采用慢速锻造, 持续的压力或力, 而不是用落锤锻造的冲击. 滑块移动越慢,变形越深, 这样整个金属的体积都会受到均匀的影响. 与之相反, 在落锤锻造中, 这种变形通常只发生在表面,而金属的内部没有变形. 通过控制压锻过程中的压缩率,也可以控制锻件的内部应变.

压锻的优点:

  • 对重生产经济
  • 精度在0以内.01–0.2英寸
  • 模具的吃水较小,尺寸精度较高
  • 模具的速度,压力和行程是自动控制的
  • 过程自动化是可能的
  • 压力机的容量从500-9000吨不等
压锻金属
压锻采用慢速锻造, 使金属均匀成形的连续压力或力, 而不是在跌落锻造中使用的冲击.

顶锻

加厚锻造是一种通过压缩金属长度来增加金属直径的制造工艺. 曲柄压力机是一种特殊的高速机械,用于镦锻加工. 曲柄压力机通常设置在水平面上,以提高效率和金属从一个工位到下一个工位的快速交换. 垂直曲柄压力机或液压机也是可选的.

镦锻的优点:

  • 生产效率高,每小时可生产4500件
  • 完全自动化是可能的
  • 消除锻件牵伸和毛边
  • 几乎不产生废物

自动热锻

自动热锻, 将轧机长度的钢筋在室温下插入锻压机的一端, 热锻件从另一端冒出来. 在不到60秒的时间内,用大功率感应线圈加热到2190-2370°F的温度. 棒材用滚轮去鳞,并共享成坯料. 此时此刻, 金属通过几个可以与高速冷成形操作相结合的成形阶段进行转移. 通常,冷成形操作留给最后阶段. 通过这样做, 在保持自动热锻的高速的同时,还可以获得冷加工的好处.

自动热锻优点:

  • 高产量
  • 接受低成本材料
  • 操作机器所需的劳动力最少
  • 几乎不产生材料浪费(比传统锻造节省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终加工. 这是一种锻造方法,旨在最大限度地减少锻造后工序的成本和浪费. 成本的节省是通过减少材料和能源实现的, 以及减少加工.

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不存在质量的净传递或热交换. 这些变化都是由于内部变化造成的高度控制应变率. 由于较低的热损失,这种锻造过程可以使用较小的机器.