锻造生产过程及温度控制要点

锻造生产的过程一般包括：备料、锻前加热、锻造成形、锻后冷却等环节。

锻造大型锻件时，一般使用未经轧制的钢锭做坯料，通常由专业钢铁厂按合同的要求直接供给；锻造中小型锻件时，则常以经过轧制的圆钢棒料或中厚钢板，经锯割、气割或剪切后成为一定尺寸的坯料。

锻件坯料在锻造前必须加热，其目的是提高坯料的塑性和降低坯料的变形抗力，提高可锻性。锻件加热的常用设备有电炉、煤炉、煤气炉、油炉、手锻煤炉等。其中手锻煤炉的结构简单，操作方便，适合于学生金工实习使用。

锻件允许锻造的最高温度称为始锻温度，锻件必须停止锻造的温度称为终锻温度。由于化学成分各异，不同金属材料的始锻温度和终锻温度都是不一样的。常用金属材料的锻造温度范围如表3-1所示。

表3-1　常用金属材料的锻造温度范围

测定锻件的温度，可以采用热电偶温度计进行，也可以根据被加热金属的火色来进行目测判断。例如碳钢的加热温度与工件火色的关系，大致如表3-2所示。

表3-2　碳钢的加热温度与工件火色的关系(www.xing528.com)

按成型方式不同，锻造可分为自由锻造和模型锻造两大类。

自由锻造简称自由锻，它是利用简单的通用性工具使坯料受力变形，或者使用锻造设备使坯料在上、下砥铁之间受力变形而获得锻件的压力加工方法。自由锻造时，工件仅有上、下两面受力变形，其余各面的金属不受限制，材料可以自由流动，故称自由锻造。

模型锻造简称模锻，它是将坯料置于模具的型腔中，使坯料在模腔中受压成形而获得所需锻件的压力加工方法。模型锻造时，金属材料只能在模腔中流动，金属的变形受到模具型腔的限制，故称模锻。

无论自由锻造或模型锻造，在锻造过程中锻件的温度都会逐渐降低，伴随而来的是锻件的塑性降低、变形抗力加大，锻造变形越来越困难；当降至一定温度时不但变形困难，而且很容易被锻裂，此时必须停止锻造，这一温度就是终锻温度。如果需要继续锻造，则必须对锻件进行重新加热。

锻后工件的冷却方式有空冷、坑冷和炉冷三种。空冷是在空气中冷却，锻件的冷却速度较快；坑冷是在填充有石棉灰、砂子或炉渣等绝热材料的坑中冷却，锻件的冷却速度较慢；炉冷是将工件置于500℃~700℃的加热炉中随炉缓慢冷却，锻件的冷却速度最慢。

一般情况下，形状简单的锻件和中小型锻件可以采用较快的冷却速度；如果锻件材料中的含碳量及合金元素含量很高，或者锻件的体积很大、形状很复杂，则需要考虑采用较慢的冷却速度。