行业动态

模锻工艺可按下列原则分类：按金属变形时的流动条件可分为开式模锻和闭式模锻；按模锻时毛坯的温度可分为热锻、温锻和冷锻；按模锻工序的组合形式可分为单型槽模锻、多型槽模锻、连续模锻和联合模锻。常见的联合模锻有：自由锻锤制坯一模锻锤预锻和终锻；辊锻机制坯一曲柄压力机预锻和终锻；平锻机镦头一锤或压力机预锻和终锻；电镦机镦粗一压力机终锻；锤镦粗和冲孔一辗环机扩孔等。此外，还可按锻压设备分为锤上模锻、平锻机模锻，曲柄压力机模锻，螺旋压力机模锻和液压机模锻等。
1 开式模锻的成形特点
开式模锻成形过程中金属的流动大致可分为以下4个阶段（见图7-3):
第一个阶段是自由变形或镦粗变形阶段，如图7－3(a)所示。在这一阶段里，毛坯在型槽中受压发生镦粗变形，高度减小ΔH径向尺寸逐渐增大，直到毛坯与槽壁接触为止，镦粗所需的变形力不大。有些对应力敏感或表面易产生纵向缺陷（如发纹、带状组织）的材料，应减小镦粗比，以缩短这一过程。
第二个阶段是金属开始形成毛边阶段，如图7-3(b)所示。在这一阶段里，毛坯继续受压，压下量ΔH2,逐步充满型槽形成少许

毛边。此时，金属径向流速减慢，所需变形力明显增大。
第三个阶段是金属充满型槽阶段，如图7-3(c)所示。由于毛边的阻碍作用，在变形金属内部形成更强烈的三向压应力，随着压下量ΔH3的增大，毛边厚度减小、宽度增大、温度下降和变形抗力增大，使型槽内部棱角、肋条处得到充满，而变形力则剧增。

第四个阶段是锻模完全闭合，锻件最终成形阶段，如图7-3（d)所示。实践证明，由于工艺因素的影响，型槽充满时，上、下模并未闭合，因此必须继续压下，将多余金属排入毛边槽。但要尽量缩短这一过程，控制ΔH4不超过2mm.即使这样，这时的能量消耗也占整个模锻过程所消耗能量的30%~50%.这一阶段对锻件质量和生产率均有很大影响。
从上述情况可以看出，开式模锻的成形过程有如下特点：
（1)镦粗成形是开式模锻的主要成形方式。
（2)变形金属的应力状态逐步形成更为明显的三向压应力，从而使毛坯的塑性得到提高，有利于金属充满型槽。
（3)毛边对锻件成形、消除毛坯质量误差影响和锻模保护等都有好处。
（4)最终成形时，虽然变形程度很小，但所需的变形力最大，因此缩短这一变形阶段是减小锻压力的有效措施。
2 闭式模锻的成形特点
闭式模锻时，金属变形全过程是在封闭的型槽中进行。闭式模锻有如下特点：
（1)除变形开始时毛坯受压稍有镦粗现象外，基本上是靠挤压法成形的。
（2)毛坯在更加明显的三向压应力状态下变形，所以消耗的能量大。
（3)锻模不带毛边槽，因而不能容纳多余的金属。如果毛坯尺寸精度低，则将影响锻件厚度或高度尺寸。
当采用闭式模锻方法模锻钛合金时，由于压力大而降低了模具的寿命。因此，闭式模锻必须严格限定原始毛坯的体积，这使得备料工序复杂化。是否采用闭式模锻，要从成本和工艺可行性两方面考虑。
开式模锻时，毛边损耗占毛坯质量的15%~20%,夹持部分的工艺性废料（如果按模锻条件必须留有此部分）占毛坯质量的10%,毛边金属相对损耗通常是随毛坯质量的减少而增加，某些结构不对称、截面面积差较大以及存在难以充填的部分的锻件，毛边消耗可高达50%.闭式模锻虽无毛边损耗，但制坯工艺复杂，需要添加较多过渡性型槽，无疑会增加辅助费用。

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