锻打，通常也称为锻造，是人类最古老的金属成型工艺之一。它是指通过锤击、按压等方式，对加热后的金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定形状、尺寸和优良力学性能的工件的加工方法。

简单来说，就是 “趁热打铁” 的科学化和工业化。

锻打工艺的核心原理

锻打的本质不仅仅是改变金属的形状，更重要的是改善其内部组织结构，从而提升其机械性能。

细化晶粒：金属在高温下，其内部粗大的晶粒结构被打破，在压力下重新结晶为更细小、更均匀的晶粒。晶粒越细，金属的强度、韧性就越好。

压实缺陷：铸造金属内部可能存在气孔、缩松等缺陷。锻打压力可以焊合这些内部缺陷，使材料更加致密。

形成流线：锻打会使金属的枝晶和夹杂物沿着变形方向伸长，形成所谓的“锻造流线”。合理的流线分布能显著提高零件的抗疲劳性能和强度。

主要锻打方法

根据成型时金属的温度，锻造可分为两大类：

1. 热锻

将金属加热到再结晶温度以上（例如钢要加热到亮红色，约800-1250°C）进行锻打。

优点：

材料塑性好，变形抗力小，可以用较小的力锻造大型工件。

可以改善金属的组织和性能。

缺点：

工件表面易氧化，尺寸精度和表面光洁度较差。

需要加热设备，能耗高，工作环境恶劣。

2. 冷锻

在金属再结晶温度以下（通常是室温）进行锻打。

优点：

工件表面质量好，尺寸精度高。

无需加热，节省能源，无氧化皮。

通过加工硬化，可以提高工件的强度和硬度。

缺点：

变形抗力大，需要大吨位的设备。

塑性差，变形量有限，易出现开裂。

会产生内应力，通常需要退火处理。

3. 温锻

介于热锻和冷锻之间，将金属加热到再结晶温度以下的某个适当温度。它在一定程度上兼顾了热锻和冷锻的优点。

常见的锻打工艺类型

根据所用设备和工具的不同，主要分为：

1. 自由锻

使用简单的通用工具（如平砧、型砧等），在冲击力或压力作用下，使坯料在砧面间自由变形，获得所需形状。

特点：灵活性高，适合单件、小批量生产或大型锻件（如船用曲轴、大型发电机主轴）。

基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割等。

2. 模锻

将加热的坯料放入固定在锻造设备上的模具型腔中，施加压力使其充满型腔，从而获得与模具型腔形状一致的锻件。

特点：生产效率高，尺寸精确，材料利用率高，适合大批量生产。汽车、航空领域的很多零件都是模锻而成。

分类：

锤上模锻：利用冲击力成型，如空气锤、蒸汽锤。

压力机模锻：利用静压力成型，如热模锻压力机、摩擦压力机。

锻打工艺的流程（以热模锻为例）

下料：根据锻件大小，将原材料切割成一定尺寸的坯料。

加热：将坯料放入加热炉（如燃气炉、感应加热炉）中加热到预定温度。

锻造：将加热好的坯料从炉中取出，放入模具中进行锻打成型。可能需要进行多道工序或在多个型腔中逐步成型。

切边：模锻件周围会有一圈多余的金属（飞边），需要用专用模具将其冲切掉。

热处理：为了消除内应力、调整硬度、改善组织，锻件需要进行正火、退火或调质等热处理。

清理：去除表面的氧化皮，常用喷砂、抛丸等方法。

检验：对成品进行尺寸、硬度、无损探伤等检验，确保质量合格。

锻打工艺的应用

锻打件因其优异的综合性能，被广泛应用于对强度、可靠性和安全性要求极高的领域：

汽车工业：发动机曲轴、连杆、齿轮、转向节、前轴等关键部件。

航空航天：涡轮盘、发动机叶片、起落架、机身结构件等，这些部件往往采用昂贵的钛合金、高温合金进行精密锻造。

工具制造：锤子、扳手、钳子、刀剑、凿子等。

重型机械：大型发电机转子、船用柴油机曲轴、轧辊、压力容器等。

日常用品：一些高档厨具（如锅、刀）和手工艺术品。

锻打工艺的优缺点总结

展开全文

优点：

力学性能优异：能显著提高金属的韧性和强度，是制造关键承力部件的首选方法。

寿命长：锻件的疲劳强度和可靠性高，使用寿命长。

材料利用率高（尤其是模锻）。

缺点：

成本和设备投资高，模具费用昂贵。

难以制造形状极其复杂的零件。

热锻件尺寸精度有限，通常需要后续机械加工。

总而言之，锻打工艺是一种通过“塑形”来“强身”的金属加工方法，它赋予了金属制品更强的“筋骨”，是现代制造业中不可或缺的重要一环返回搜狐，查看更多