鍛造,是金屬在強大壓力下經(jīng)過壓扁,重擊或擠壓以獲得具有高強度金屬件的一種加工過程。
一般而言(特殊情況除外),鍛造前,金屬需要預熱以達到預期的溫度。需要特別注意的是,鍛和鑄是完全不同的,鍛件不像鑄件那樣將金屬熔化后將其澆注。
相對于用其他金屬加工方法得到的金屬件而言,鍛件具有更高的強度。這就是當人們對可靠性和安全性要求比較嚴格的情況下,經(jīng)常選擇鍛件的原因。但是,正常情況下,人們很少見到鍛件作為內(nèi)部組裝元件而被應用在飛機、汽車、拖拉機、船舶、石油鉆采設備、發(fā)動機、導彈以及其他一些主要設備上。
鍛件在尺寸、形狀和復雜性方面都具有多樣化——從工具箱中的鐵錘和扳手到波音747和NASA航天飛機中具有精密公差的組件。事實上,波音747中有18000個部件都是鍛件。
一些較大的客戶群體,包括:航天航空、國防建設、汽車行業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、采礦業(yè)、物料輸送行業(yè)及通用工業(yè)設備等。
最大的行業(yè)——定制鍛造——年銷售額超過60億美元。這些定制鍛件是由來自美國,加拿大和墨西哥的300家工廠中的大約250家鍛造企業(yè)生產(chǎn)的。
幾乎所有的金屬都可以鍛造。
然而,一些常用的金屬主要包括:碳鋼、合金、不銹鋼、工具鋼、鋁、鈦、黃銅、銅,以及含有鈷、鎳、鉬的高溫合金。每種金屬的都有不同的強度和重量特征。根據(jù)金屬的不同特性而被應用在客戶要求的特殊零件上。
雖然驅(qū)動系統(tǒng)和樣式非常的多樣,但是以下任何一種設備都可以生產(chǎn)鍛件。
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鍛錘:
推動力達到50000磅,通過可控沖擊力擊打金屬產(chǎn)生形變;
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壓力機:
推動力達到50000噸,通過可控壓力擠壓金屬產(chǎn)生垂直形變;
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鐓鍛:
是被應用在水平鐓粗加工最基本的鍛造工藝。輥鍛環(huán)是利用圓形空心金屬件在相對壓力下通過錕子滾動,進行擠壓得到(無需焊接的)環(huán)形件。
使用以上幾種工藝生產(chǎn)的鍛件可以使設計師在某種程度上體現(xiàn)鍛件的一些基本優(yōu)勢。定向強度鍛造改善了金屬的微觀結(jié)構(gòu)并使其產(chǎn)生最佳晶粒流變,以達到預期的定向特性。例如,拉伸強度、延展性、耐沖擊性、抗裂性和抗疲勞性。鍛件結(jié)構(gòu)的完整性不受內(nèi)部氣孔和疏松狀態(tài)的影響。鍛造過程使金屬材質(zhì)變得相對均勻,使其具有統(tǒng)一的力學性能并達到預期的熱處理效果。動態(tài)力學性能通過適當?shù)男巫兒途ЯA髯兘Y(jié)合材料的高度均勻性,極大提升了鍛件的耐沖擊性、抗裂性和抗疲勞性。這些特征使鍛件在安保及相關(guān)領域具有獨特的優(yōu)勢。