模型鍛造是使金屬坯料在上、下鍛模的模膛內被迫塑性流動成型,從而獲得與模膛形狀相符的鍛件,簡稱模鍛。按照鍛模的固定類型,可分為固定模鍛造和胎模鍛造兩種。
1. 固定模鍛造
如(ru)圖3-1所示,鍛(duan)模(mo)(mo)由上模(mo)(mo)和(he)下(xia)模(mo)(mo)組成(cheng),分別固定在模(mo)(mo)鍛(duan)錘的(de)(de)錘頭和(he)砧座上,上、下(xia)模(mo)(mo)的(de)(de)對準主(zhu)要是用模(mo)(mo)鍛(duan)錘來保證。鍛(duan)造時,加熱(re)好的(de)(de)坯料放在下(xia)模(mo)(mo)膛中(zhong),錘頭帶動上模(mo)(mo)進行(xing)鍛(duan)擊,使金(jin)屬流動并充滿(man)模(mo)(mo)膛而形(xing)成(cheng)鍛(duan)件,多余的(de)(de)金(jin)屬被(bei)壓入飛(fei)邊槽內(nei)形(xing)成(cheng)飛(fei)邊,模(mo)(mo)鍛(duan)后再將它切除(chu)。
模(mo)(mo)(mo)鍛形狀(zhuang)復雜的(de)零件時,需(xu)要用開有(you)幾個(ge)模(mo)(mo)(mo)膛(tang)(tang)的(de)多模(mo)(mo)(mo)膛(tang)(tang)進行模(mo)(mo)(mo)鍛,使坯料(liao)在幾個(ge)模(mo)(mo)(mo)膛(tang)(tang)中(zhong)逐(zhu)步成型,最(zui)后(hou)在終鍛模(mo)(mo)(mo)膛(tang)(tang)中(zhong)鍛成所需(xu)形狀(zhuang)。
固(gu)定模鍛造設備除了模鍛錘(chui)外(wai),還有各(ge)種壓力機。
固定模鍛(duan)造(zao)具有生(sheng)產率高、鍛(duan)件質(zhi)量好(hao)、形(xing)狀可以(yi)較復雜(za)以(yi)及節(jie)省金屬材料等(deng)優(you)點,是模鍛(duan)的基本方法。但是它需(xu)要昂(ang)貴(gui)的模鍛(duan)設備和鍛(duan)模,鍛(duan)件的大小(xiao)受到(dao)模鍛(duan)設備噸位的限制。因此(ci)僅(jin)適用于(yu)大批量生(sheng)產中、小(xiao)型鍛(duan)件,一般在150kg以(yi)下。
2. 胎模鍛造
如圖(tu)3-2所示(shi),模鍛(duan)時,下(xia)模放在下(xia)砧座上(shang),加熱的坯料放在下(xia)模膛內,依靠導銷定位把上(shang)模合上(shang),用錘頭鍛(duan)擊上(shang)模而使鍛(duan)件成型。
胎模(mo)鍛造是在自由鍛設備上進行的(de),不需要模(mo)鍛設備,所用鍛模(mo)也較(jiao)簡單,生(sheng)產(chan)率較(jiao)高(gao),鍛件質量(liang)較(jiao)好(hao),能節省金屬,降低成本。但一(yi)般胎模(mo)鍛造時,上、下模(mo)要人工(gong)搬動,勞動強度(du)大,影(ying)響生(sheng)產(chan)率進一(yi)步提高(gao),故在中、小批生(sheng)產(chan)小型鍛件時得到廣泛應用。
在絕(jue)大多數實際的(de)(de)(de)(de)閉模(mo)鍛(duan)造操作中,工件材料(liao)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)要比模(mo)具高一些(xie)。應(ying)變對屈服應(ying)力的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)是微不(bu)足(zu)道(dao)的(de)(de)(de)(de),但是對變形速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)卻變得越來(lai)越重要。因此,絕(jue)大多數金屬(shu)在再結(jie)晶溫度(du)以上進行熱鍛(duan)時,屈服應(ying)力對于(yu)變形速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)依(yi)賴程度(du)很明顯因不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)和(he)合金而有所(suo)不(bu)同(tong)。在室(shi)溫下,絕(jue)大多數金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)變形速(su)度(du)對屈服應(ying)力的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)是十分(fen)微小的(de)(de)(de)(de)。
在鍛(duan)造(zao)過程中,使金(jin)屬變(bian)形(xing)(xing)所需(xu)要的(de)壓力是顯著不同的(de),這(zhe)取決于(yu)(yu)模具(ju)對工(gong)件的(de)相對密封(feng)程度。隨著密封(feng)程度的(de)提高,摩(mo)擦力迅速(su)(su)增(zeng)加,而(er)且當工(gong)件溫度高于(yu)(yu)模具(ju)溫度時,就會(hui)(hui)發(fa)生(sheng)熱(re)傳導(dao),致使坯料表面(mian)急冷。這(zhe)兩個因(yin)素都(dou)會(hui)(hui)增(zeng)加鍛(duan)造(zao)壓力。很明顯,鍛(duan)造(zao)過程中金(jin)屬發(fa)生(sheng)的(de)變(bian)化受到了完成塑性成型所必需(xu)時間(jian)的(de)影響。因(yin)此(ci),重要的(de)是要認識到,不同類型設備的(de)基本差別(bie)就在于(yu)(yu)鍛(duan)造(zao)速(su)(su)度或者說變(bian)形(xing)(xing)速(su)(su)度的(de)不同。例如,空氣(qi)錘使金(jin)屬產生(sheng)變(bian)形(xing)(xing)時的(de)速(su)(su)度是水壓機的(de)100倍。
用空(kong)氣(qi)(qi)錘和(he)螺旋(xuan)壓力(li)機(ji)鍛(duan)造金(jin)屬(shu)在快速的(de)(de)變形過程中,多(duo)半會(hui)出現(xian)顯(xian)著的(de)(de)溫(wen)升(sheng)。在一般(ban)的(de)(de)壓力(li)鍛(duan)造時(shi),金(jin)屬(shu)溫(wen)升(sheng)通常是非常不明顯(xian)的(de)(de)。在鍛(duan)造帶有氧化(hua)皮的(de)(de)鋼和(he)其他合金(jin)時(shi),使(shi)用空(kong)氣(qi)(qi)錘很有好處。
因為空氣錘的(de)反復(fu)錘擊作(zuo)用(yong)(yong)可使氧(yang)化皮疏松,因而能夠很(hen)容易地(di)將其從(cong)模腔里清除出去。在使用(yong)(yong)壓力機(ji)鍛造(zao)時,氧(yang)化皮經常(chang)被壓入工件表(biao)面,所以很(hen)難從(cong)模具凹槽內清除掉。