【正文】 模鍛結束時鍛件溫度對公稱溫度的波動值； 模L － 在公稱溫度下 L 方向的模膛尺寸； 模t? －模鍛結束時模具溫度 對公稱溫度的波動值； ? －鍛件材料的線膨脹系數(shù) ； 模? －模具材料的線膨脹系數(shù)。 應用公式 7 時，應該注意，提高終鍛時的鍛件溫度將使鍛件尺寸減小，而提高模具溫度則使鍛件尺寸增大。 （ 5） 模具和鍛件的彈性變形 精密成形時，由于應力作用，模具和坯料均產生彈性變形，這對鍛件的尺寸精度有較大的影響。以模鍛為例，模膛因受內壓力作用，尺寸增大；而坯料受壓則產生壓縮彈性變形。外力去除后，兩者都向相反方向彈復，結果使鍛件尺寸增大 ， 其數(shù)值是模具和鍛件彈性變形量的總和。模具和鍛件的彈性變形量，可根據(jù)材料的彈性模量、應力的數(shù)值和 相應部分的尺寸來確定。但是應用彈性理論算出彈復值是十分困難的，實際的彈復值通常是通過各種工藝實驗確定的。 （ 6） 鍛件的形狀與尺寸 鍛件的形狀與尺寸對可能達到的尺寸精度有一定的影響。例如具有 薄 壁高肋的鍛件，模鍛時常常不易充滿；又如呈扭曲形狀的汽輪機葉片，模鍛后鍛件上各處的彈復量和冷收縮量均不一樣；再如某些軸線彎曲的軸類鍛件，模鍛時由于分模面不在同一平面內，有時產生的錯移力較大，即使采取平衡錯移力的措施，也不能完全消除 ， 使尺寸偏差增大。 （ 7） 成形方案 對一定形狀的鍛件，成形方案是否合理，對尺寸精度有很大影響 。例如軸承套圈在一般擴孔機上進行開式輾擴時，徑向尺寸很難準確控制，橢圓度和錐度較大。如果輾擴后增加一道精整工序，或在外徑受限制的模具中輾擴時，尺寸精度和形位精度均可大幅度提高。又例如用輥鍛方法生產的葉片和連桿鍛件，尺寸精度較低，如果輥鍛后再增加一道精整工序，則可使鍛件精度有較大提高。再如齒輪類鍛件，如齒形在端面，齒高較矮時，可利用帶齒槽的沖頭，在室溫或中溫 （ 視材料硬度而定 ） 直接壓出齒形，而不必再精整形。對于齒形在端面且齒較高的錐形齒輪，該類零件一般為鋼件，變形抗力較大，應先采用高溫 （ 1000℃ 1100℃ ） 初成形，經(jīng)切邊和清理后再進行溫熱 （ 750℃ 850℃ ） 精壓。溫熱精壓是保證該類鍛件尺寸精度和表面粗糙度的關鍵。而對于一端帶齒的小尺寸電機齒輪，采用擠壓工藝可較好地保證齒形精度，不帶齒的部分可作為擠壓時的余料。 （ 8） 模膛和模具結構的設計 模膛和模具結構的 設計 對鍛件的精度有很大影響。如模膛的設計精度，冷縮量和彈復量采用的是否適當，模具的導向精度和剛度等都會影響鍛件的尺寸精度。 （ 9） 潤滑情況 潤滑條件直接影響金屬充滿模膛的難易程度以及金屬的變形抗力和彈復量的大小，從而影響鍛件的尺寸精度。 （ 10） 設備 設 備的精度、剛度及其噸位大小對鍛件尺寸精度有一定影響。 （ 11） 工藝操作 實際的工藝操作是否符合技術操作規(guī)范，對鍛件尺寸精度也有影響。例如在坯料成形過程中，實際變形溫度偏高或偏低 都 將 影響冷縮量和彈復量的大小，從而引起鍛件尺寸的波動。 綜上所述，坯料的形狀與尺寸、模具、設備、潤滑 、 工藝操作等對鍛件的精度都有重要影響。成形方案、模具的正確設計和精確加工是保證鍛件精度的最重要的環(huán)節(jié)。所以，精密模鍛時應該控制上述各種因素。 4 精密模鍛的成形方法 精密模鍛方法，按鍛造溫度不同可分為熱精密成形、冷精密成形和溫 熱精密成形。按模鍛時的變形速度，可分為一般精密模鍛和高速精密模鍛，若按成形原理來分，則有小飛邊開式 模 鍛 、 閉式 模 鍛、擠壓、多向 模 鍛 、 徑向鍛造、精密輾壓、徑向軋制、強力 旋 壓、擺動輾壓、粉末鍛造、等溫鍛造、超塑成形等。 高溫精鍛 （ 簡稱熱精鍛 ）。 熱精鍛時坯料在控制氣氛中加熱，以防止坯料產生氧化和脫碳。 中溫精鍛 （ 簡稱溫精鍛 ）。 溫精鍛是在尚未產生強烈氧化的溫度范圍內加熱坯料并完成精鍛的一種加工方法。溫精鍛是防止氧化與脫碳的另一條途徑。毛坯加熱后只要有足夠的塑性，適當?shù)淖冃慰沽Γo明顯地氧化現(xiàn)象，同樣可以達到精密模鍛 的目的。常用的模具鋼如 5CrMnMo、 5CrNiMo， 3Cr2W8V等不太適用于做溫鍛模具。選用溫鍛用模具的材質時首先 應 考慮模具的工作溫度，即模具的退火溫度應高于模膛的工作溫度。顯然采用高速鋼 W18Cr4V、 W18Mo5Cr4V2 作模具最為合適，因為高速鋼的紅硬性恰能滿足溫鍛溫度的要求。 室溫精鍛 （ 簡稱冷精鍛 ） 。 冷精鍛取消了毛坯鍛前加熱，不存在坯料氧化問題；但為了保 證毛坯的冷態(tài)塑性和較小的變形抗力，則需要采取一些特殊的工藝措施 ：坯料鍛前應進行軟化處理，低碳鋼、低合金鋼可采用退火處理，在 A1 點附近溫度進 行球化退火。對于硬鋁、紫銅、奧氏 體 不銹鋼則需采用淬火軟化處理。坯料常須進行磷化處理和涂加潤滑劑。模具必須設置頂出機構，可以不設模鍛斜度或設較小的模鍛斜度，要求模具有足夠的強度，工作部分要用冷模 具鋼 （ Cr12Mo、 Cr12MoV） 、高速鋼 （ W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2）制造，必要時還要用預應力圈緊箍。適合冷精鍛的材料有純鋁、鋁合金、紫銅、無氧銅、黃銅、錫磷青銅 、 低碳合 金 鋼 （ 15Cr，20Cr、 20MnB、 16Mn， 30CrMnSi等 ）、 純鐵、低碳鋼 （ Q19Q21 0830 鋼等 ）， 此外還有鉛、錫 、鋅、鎳等金屬。對于一些中碳鋼、中碳合金鋼、軸承鋼、奧氏體 不銹鋼 等，也可以進行小變形量的冷精鍛。 開式模鍛：開式模鍛如圖 2a 所示，系有飛邊模鍛。開式模鍛過程可區(qū)分為自由鐓鍛、模膛充滿和打靠三個階段 。 開式模鍛中，依靠飛邊的阻力使金屬充滿模膛，因此，飛邊金屬的損耗是不可避免的。 閉式模鍛如圖 2b 所示，精鍛工序在閉式鍛模中進行，閉式模鍛同樣可以分為三個階段：自由鐓鍛階段、充滿階段和結束階段。鍛件沒有飛邊，多余的金屬被擠出到上、下模的間隙中形成少量縱向毛刺，即通常所說的無飛邊模鍛。 擠壓通常稱為擠壓模 鍛，如圖 3 所示。 其中， 圖 a 所示為實心件的正擠壓示意圖 ， 圖 b 為實心件的徑向擠壓示意圖 ， 圖 c 為實心件的反擠壓示意圖 ， 圖 d 所示為空心件的正擠壓示意圖 ， 圖 e 所示為空心件的反擠壓示意圖。擠壓與閉式模鍛的區(qū)別在于閉式模鍛時金屬充滿模膛后，多余的金屬一般形成縱向毛刺；而擠壓時金屬擠出端處于自由狀態(tài)，多余的金屬只引起鍛件擠出部分長度的變化。 （ a）開式模鍛 （ b）閉式模鍛 圖 2 開式模鍛和閉式模鍛簡圖 (a) 實心件正擠壓 （ b）實心件徑向擠壓 (c) 實心件反擠壓 (d) 空心件正擠壓 (e) 空心件反擠壓 1沖頭 2凹模 3可分凹模 4 芯棒 5沖頭 圖 3 擠壓簡圖 柱 塞式鍛造是近年來發(fā)展十分迅速的一種精密成形方法，徑向擠壓就屬于其中的一種。其成形過程是先將可分凹模閉合形成一個封閉模膛，同時對閉合的凹模施以足夠的壓力，然后用一個沖頭 或 多個沖頭，從一個方向或多個方向，對模膛內的坯料進行擠壓成形 （ 圖 4） 。這種成形方法也稱之謂閉模擠壓、可分凹模鍛造、徑向擠壓、多向模鍛等。但鍛件的成形原理都是一樣的，都是在封閉的模膛內擠壓成形，是傳統(tǒng)閉式模鍛的一個新發(fā)展。 圖 4 柱塞式鍛造 柱塞 式鍛造的優(yōu)點是 ： 生產效率 高，一次成形便可獲得形狀復雜的精鍛件，適于成形具有空腔和枝芽的鍛件；由于成形過程中坯料處于強烈的三向壓應力狀態(tài)，適于成形低塑性材料 ；金屬流線沿鍛件外形連續(xù)分布，因此 鍛件的力學性能好。 柱塞 式鍛造要求坯料下料準確，少無氧化加熱，成形時應有良好的潤滑，并要求在模膛內金屬最后充滿的部位設置倉部，以容納模膛充滿后的多余 金屬 。閉塞式鍛造時，作用在模膛上的單位壓力很高，因此所需的合模力很大。 柱塞 式鍛造可在專用的雙動壓力機上進行，也可在一般壓力機上采用專用的模具來實現(xiàn)。 等溫鍛造常用于航空、航天工業(yè)中鈦合金、鋁合金、鎂合 金零件的精密模鍛。在常規(guī)鍛造條件下，這些金屬材料的鍛造溫度范圍比較窄，尤其在鍛造具有薄的腹扳、高肋和薄壁零件時，坯料的溫度很快地向模具散失，變形抗力迅速增加，塑性急劇降低不僅需要大幅度地提高設備噸位，也易造成鍛件和 模具開裂。 等溫鍛造常用的成形方法也是開式模鍛、閉式模鍛和擠壓等，它與常規(guī)鍛造方法的不同點在于：鍛造時，模具和坯料要保持在相同的恒定溫度下 ，這一溫度是介于冷鍛和熱鍛之間的一個中間溫度，對某些材料 也可等于熱鍛溫度；考慮到材料在等溫鍛造時具有一定的粘性即應變速率敏感性，等溫鍛造時的變形速度應很低 ， 根據(jù) 生產實際，采用等溫鍛造工藝生產薄腹板的肋類、盤類、 梁 類、框類等精鍛件具有很大的優(yōu)越性。 等溫鍛造時，常采用電感應法或電阻法加熱模具，如圖 5 所示。等溫開式模鍛，由于橋口處坯料的 溫度高，流動阻力小，因此 橋口的寬高比比一般開式模鍛大 34 倍。 1下模板 2中