锻压是铸造和冲压的合称,是使用锻压机械的锤头、砧块、冲头或经过模具对坯料施加压,使之发作塑性变形,然后取得所需形状和尺度的制件的成形加工办法。
在铸造加工中,坯料全体发作显着的塑性变形,有较很多的塑性活动;在冲压加工中,坯料首要经过改动各部位面积的空间方位而成形,其内部不呈现较大距离的塑性活动。锻压首要用于加工金属制件,也可用于加工某些非金属,如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合资料的成形等。
锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都归于塑性加工,或称压力加工,但锻压首要用于出产金属制件,而轧制、拔制等首要用于出产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属资料。
人类在新石器时代晚期,已开端以锤击天然红铜来制作装饰品和小用品。我国约在公元前2000多年已使用冷锻技能制作东西,如甘肃武威皇娘娘台齐家文明遗址出土的红铜器物,就有显着的锤击痕迹。商代中期用陨铁制作兵器,采用了加热铸造技能。春秋后期呈现的块炼熟铁,即是经过重复加热铸造以挤出氧化物搀杂并成形的。
开端,大家靠抡锤进行铸造,后来呈现经过人拉绳子和滑车来提起重锤再自在落下的办法锻打坯料。14世纪今后呈现了畜力和水力落锤铸造。
1842年,英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤,使铸造进入使用动力的时代。今后连续呈现铸造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机。夹板锤最早使用于美国内战(1861~1865)时期,用以模锻兵器的零件,随后在欧洲呈现了蒸汽模锻锤,模锻技能逐步推行。到19世纪末已构成近代锻压机械的基本类别。
20世纪前期,跟着轿车开端很多出产,热模锻迅速开展,变成铸造的首要技能。20世纪中期,热模锻压力机、平锻机和无砧锻锤逐步替代了一般锻锤,进步了出产率,减小了振荡和噪声。跟着锻坯少无氧化加热技能、高精度和高寿数模具、热揉捏,成形轧制等新铸造技能和铸造操作机、机械手以及主动铸造出产线的开展,铸造出产的功率和经济效果不断进步。
冷锻的呈现先于热锻。前期的红铜、金、银薄片和硬币都是冷锻的。冷锻在机械制作中的使用到20世纪方得到推行,冷镦、冷揉捏、径向铸造、摇摆辗压等相继开展,逐步构成能出产不需切削加工的精细制件的高效铸造技能。
前期的冲压只使用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简略东西,经过手艺剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(首要是铜或铜合金板等)成形,然后制作锣、铙、钹等乐器和罐类器具。跟着中、厚板材产值的添加和冲压液压机和机械压力机的开展,冲压加工也在19世纪中期开端机械化。
1905年美国开端出产成卷的热连轧窄带钢,1926年开端出产宽带钢,今后又呈现冷连轧带钢。一起,板、带材产值添加,质量进步,本钱下降。联系船只、铁路车辆、锅炉、容器、轿车、制罐等出产的开展,冲压已变成使用最广泛的成形技能之一。
锻压首要按成形办法和变形温度进行分类。按成形办法锻压可分为铸造和冲压两大类;按变形温度锻压可分为热锻压、冷锻压、温锻压和等温锻压等。
热锻压是在金属再结晶温度以上进行的锻压。进步温度能改进金属的塑性,有利于进步工件的内涵质量,使之不易开裂。高温度还能减小金属的变形抗力,下降所需锻压机械的吨位。但热锻压工序多,工件精度差,外表不光亮,锻件简单发作氧化、脱碳和烧损。
冷锻压是在低于金属再结晶温度下进行的锻压,一般所说的冷锻压多专指在常温下的锻压,而将在高于常温、但又不超过再结晶温度下的锻压称为温锻压。温锻压的精度较高,外表较光亮而变形抗力不大。
在常温下冷锻压成形的工件,其形状和尺度精度高,外表光亮,加工工序少,便于主动化出产。许多冷锻、冷冲压件能够直接用作零件或成品,而不再需求切削加工。但冷锻时,因金属的塑性低,变形时易发作开裂,变形抗力大,需求大吨位的锻压机械。
等温锻压是在全部成形过程中坯料温度坚持安稳值。等温锻压是为了充分使用某些金属在等一温度下所具有的高塑性,或是为了取得特定的安排和功能。等温锻压需求将模具和坯料一起坚持恒温,所需费用较高,仅用于特殊的锻压技能,如超塑成形。
锻压能够改动金属安排,进步金属功能。铸锭经过热锻压后,本来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合;本来的枝状结晶被打碎,使晶粒变细;一起改动本来的碳化物偏析和不均匀散布,使安排均匀,然后取得内部密实、均匀、纤细、综合功能好、使用牢靠的锻件。锻件经热锻变形后,金属是纤维安排;经冷锻变形后,金属晶体呈有序性。
锻压是使金属进行塑性活动而制成所需形状的工件。金属受外力发作塑性活动后体积不变,并且金属老是向阻力最小的有些活动。出产中,常依据这些规则操控工件形状,完成镦粗拔长、扩孔、弯曲、拉深等变形。
锻压出的工件尺度准确、有利于安排批量出产。模锻、揉捏、冲压等使用模具成形的尺度准确、安稳。可采用高效锻压机械和主动锻压出产线,安排专业化大批量或很多出产。
锻压的出产过程包含成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处置;成形后工件的热处置、整理、校正和查验。常用的锻压机械有锻锤、液压机和机械压力机。锻锤具有较大的冲击速度,利于金属塑性活动,但会发作轰动;液压机用静力铸造,有利于锻透金属和改进安排,作业平稳,但出产率低;机械压力机行程固定,易于完成机械化和主动化。
将来锻压技能将向进步锻压件的内涵质量、开展精细铸造和精细冲压技能、研发出产率和主动化程度更高的锻压设备和锻压出产线、开展柔性锻压成形体系、开展新式锻压资料和锻压加工办法等方面开展。
进步锻压件的内涵质量,首要是进步它们的机械功能(强度、塑性、耐性、疲劳强度)和牢靠度。这需求非常好地使用金属塑性变形理论;使用内涵质量非常好的资料;准确进行锻前加热和铸造热处置;更严厉和更广泛地对锻压件进行无损探伤。
少、无切削加工是机械工业进步资料使用率、进步劳动出产率和下降能源消耗的最重要的办法和方向。锻坯少、无氧化加热,以及高硬、耐磨、长命模具资料和外表处置办法的开展,将有利于精细铸造、精细冲压的扩大使用。
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