鍛造是什么意思？鍛造工藝有哪幾種？優缺點分析

1 鍛造是什么意思

鍛造是在加壓設備及工(模)具的作用下，使坯料或鑄錠產生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀的零件(或毛坯)并改善其組織和性能的加工方法?！吨袊苯鸢倏迫珪そ饘偎苄约庸ぁ分赋鲥懺焓怯缅N擊或壓制的方法對坯料施加壓力，使之產生塑性變形的金屬塑性加工方法。

鍛造的主要原材料為金屬棒料、鑄錠等。這些原材料在其冶煉、澆注和結晶 過程中，不可避免地會產生氣孔、縮孔和樹枝狀晶等缺陷，因而，鑄造工藝很難 制造出能勝任需要承受沖擊或交變應力的工作環境的零部件(例如傳動主軸、齒 圈、連桿、軌道輪等)。但是，金屬棒料或鑄錠在經過鍛造加工后，其組織、性 能均能得到有效的改善和提高。同時，由于金屬的塑性變形和再結晶，可使粗大 晶粒細化，得到致密的金屬組織，從而提高鍛件的力學性能。此外，在零件設計時，若正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，還可以提高鍛件的抗沖擊性能。

2 鍛造工藝的優缺點

鍛造工藝的優點如下：

①通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷，優化微觀組織結構，由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件;

②相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制板材、型材或焊接件外，一般多采用鍛件。

鍛造工藝的缺點如下：

①鍛件通常采用實心鍛制，材料、機加工成本高，如某鍛件廠蒸汽發生器水 室封頭的毛坯質量約為270t，零件最終交貨質量約為40t;

②鍛制設備成本相比鑄造設備更高;

③鍛 件模具成本相比鑄件模具更高。

3 鍛造工藝分類

根據鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模具結構和鍛造設備的不同，鍛造主要 可分為自由鍛、模鍛、輾環。

(1)自由鍛：自由鍛是指用簡單的通用性工具，或在鍛造設備的上、下砧之間直接對坯料 施加外力，使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量的鍛件的加工方 法。自由鍛以生產批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機等鍛造設備對坯料進 行成形加工，以獲得合格鍛件。

(2)模鍛：模鍛是指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件，模鍛一 般用于生產重量不大、批量較大的零件。

(3)輾環：輾環，又稱為環形軋制，是借助輾環機使環件產生連續局部塑性變形，進而 實現壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。輾壓擴孔時的應力應 變和變形流動情況與芯軸擴孔相同，其特點是：工具是旋轉的，變形是連續的， 輾壓擴孔時一般壓下量較小，故具有表面變形的特征。 輾環是連續局部塑性成型工藝，是軋制技術和機械制造技術的交叉與結合， 與傳統的自由鍛工藝、模鍛工藝等相比，輾環可大幅度降低設備噸位和投資，具 有振動沖擊小、節能節材、生產效率高、生產成本低等顯著優點，屬于無縫環件 的先進加工技術，在航空、航天、船舶、電力、石化以及其他機械等諸多工業領 域日益得到廣泛應用。

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來源：軍工鍛造行業深度報告：千錘百煉鍛精品國防建設助發展-220715（36頁）.pdf

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