今天小編帶大家了解一下鍛造的工藝工程。
鍛造前的準(zhǔn)備包括原材料選擇、算料、下料、加熱、計(jì)算變形力、選擇設(shè)備、設(shè)計(jì)模具。鍛造前還需選擇好潤(rùn)滑方法及潤(rùn)滑劑。
鍛造用材料涉及面很寬，既有多種牌號(hào)的鋼及高溫合金，又有鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬；既有經(jīng)過(guò)一次加工成不同尺寸的棒材和型材，又有多種規(guī)格的錠料；除了大量采用適合我國(guó)資源的國(guó)產(chǎn)材料外，又有來(lái)自國(guó)外的材料。所鍛材料大多數(shù)是已列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，也有不少是研制、試用及推廣的新材料。眾所周知，產(chǎn)品的質(zhì)量往往與原材料的質(zhì)量密切相關(guān)，因此對(duì)鍛造工作者來(lái)說(shuō)，必需具有必備的材料知識(shí)，要善于根據(jù)工藝要求選擇最合適的材料。
算料與下料是提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)毛坯精化的重要環(huán)節(jié)之一。過(guò)多材料不僅造成浪費(fèi)，而且加劇模膛磨損和能量消耗。下料若不稍留余量，將增加工藝調(diào)整的難度，增加廢品率。此外，下料端面質(zhì)量對(duì)工藝和鍛件質(zhì)量也有影響。
加熱的目的是為了降低鍛造變形力和提高金屬塑性。但加熱也帶來(lái)一系列問(wèn)題，如氧化、脫碳、過(guò)熱及過(guò)燒等。準(zhǔn)確控制始鍛及終鍛溫度，對(duì)產(chǎn)品組織與性能有極大影響。
火焰爐加熱具有費(fèi)用低，適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但加熱時(shí)間長(zhǎng)，容易產(chǎn)生氧化和脫碳，勞動(dòng)條件也需不斷改善。電感應(yīng)加熱具有加熱迅速，氧化少的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)產(chǎn)品形狀尺寸及材質(zhì)變化的適應(yīng)性差。
鍛造成形是在外力作用下產(chǎn)生的，因此，正確計(jì)算變形力，是選擇設(shè)備、進(jìn)行模具校核的依據(jù)。對(duì)變形體內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，也是優(yōu)化工藝過(guò)程和控制鍛件組織性能所不可缺少的。
變形力的分析方法主要有四種。主應(yīng)力法雖不十分嚴(yán)密，但比較簡(jiǎn)單直觀，可以計(jì)算出總壓力及工件與工具接觸面上的應(yīng)力分布?；凭€(xiàn)法對(duì)于平面應(yīng)變問(wèn)題是嚴(yán)格的，對(duì)于高件局部變形求解應(yīng)力分布比較直觀，但適用范圍較窄。上限法可以給出高估的載荷，上限元還可以預(yù)計(jì)變形時(shí)工件外形變化。有限元法不僅可以給出外載荷及工件外形的變化，還可以給出內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變分布，缺點(diǎn)是用計(jì)算機(jī)的機(jī)時(shí)較多，特別是按彈塑性有限元求解時(shí)，需要計(jì)算機(jī)容量較大，機(jī)時(shí)較長(zhǎng)。近來(lái)有趨勢(shì)采用聯(lián)合的方法分析問(wèn)題，例如。用上限法進(jìn)行粗算，在關(guān)鍵部位用有限元細(xì)算。
減少摩擦，不僅可以節(jié)約能源，還可以提高模具壽命。由于變形比較均勻，有助于提高鍛件的組織性能，減少摩擦的重要措施之一就是采用潤(rùn)滑。由于鍛造的方式不同及工作溫度的差異，所用潤(rùn)滑劑也不同。玻璃潤(rùn)滑劑多用于高溫合金及鈦合金鍛造。對(duì)鋼的熱鍛，水基石墨是應(yīng)用很廣泛的潤(rùn)滑劑，對(duì)于冷鍛，由于壓強(qiáng)很高，鍛前往往還需要進(jìn)行磷酸鹽或草酸鹽處理。
