鍛造前的準備包括原材料選擇、算料、下料(liào)、加熱、計算變形力、選擇設備、設(shè)計模具。鍛造鍛件前還需選擇好潤滑(huá)方法及(jí)潤滑劑。
鍛造用材料涉及麵很寬,既有多種牌號的鋼及高(gāo)溫合金,又有鋁、鎂、鈦、銅等有色金(jīn)屬;既有經(jīng)過一次加工成不同尺(chǐ)寸(cùn)的(de)棒材和型材(cái),又有多種規格的錠料;除了大量采用適合我(wǒ)國資源的國產材料外,又(yòu)有來自國外(wài)的材料。所鍛材料大多數是已列入標準的,也有不少是研製、試用及推廣的新材料(liào)。眾所周(zhōu)知,產品的質量往往(wǎng)與原(yuán)材料的質量密切相關,因此對(duì)鍛造工作者來說,必需具(jù)有的材料知(zhī)識,要善於根據工藝要求選擇的材料。
算料與下(xià)料是提高(gāo)材料利用率,實現毛坯精化(huà)的重要環節之一。過多材料不僅造成浪費,而(ér)且加劇模膛磨損和能量(liàng)消耗。下(xià)料(liào)若不稍留餘量,將增加工藝調整的難度,增加廢品(pǐn)率。此外,下料端麵質量對工藝和鍛(duàn)件(jiàn)質(zhì)量也(yě)有影響。
加熱的目的是為了降低鍛造變形力和提高金屬塑性。但加(jiā)熱也帶來一係列問題,如氧化、脫碳、過熱及過燒等。準確(què)控製始(shǐ)鍛及終鍛溫度,對產品組織與性能有(yǒu)影響。
火焰爐加熱具有費用低,適用性強的優點,但加熱時(shí)間長,容易產生氧化和脫碳(tàn),勞動條(tiáo)件(jiàn)也需不斷改善。電感應(yīng)加熱具(jù)有加熱迅速,氧(yǎng)化少(shǎo)的優點(diǎn),但對產品形狀尺寸(cùn)及材質變化的適應性差。
鍛造成形是在外力作用下產生的,因(yīn)此,正確計算(suàn)變形力,是選擇設備、進行模具校核(hé)的依據。對變形體(tǐ)內部進(jìn)行應力應變分析,也是優(yōu)化工藝過程和控製鍛件組織性能所不可缺少的。
變形力的分析方法主要有四種。主應力法雖(suī)不十分嚴(yán)密(mì),但比(bǐ)較(jiào)簡單直觀,可以計算出(chū)總壓力及工件與工具接觸(chù)麵(miàn)上的應力分布(bù)。滑移線法對於平(píng)麵應變問題是嚴格的,對於高件局部變(biàn)形求解應力分布比較直觀,但適用範圍較窄。上限法可以給出高估的載荷,上限元還可以預計變形時工件外形變化。
有限元法不僅可以給出(chū)外載荷及工件(jiàn)外形的變化,還可以給出內部的應力應變分布,缺點是用計算(suàn)機的機時較多,特別是按彈塑性有限元(yuán)求解(jiě)時,需要計算機容量較大,機時較長(zhǎng)。近來有趨勢采用聯合的方法分(fèn)析問題,例如。用上限法進行粗算,在關鍵部位(wèi)用有限元細算。
減(jiǎn)少摩擦,不僅可(kě)以節約能源,還可以提高模具壽命。由於變形(xíng)比較均勻,有助於提高鍛件的組織(zhī)性能,減少摩(mó)擦的重要措施之一就是采用潤滑。由於鍛造的方式不同及工作(zuò)溫度的差異,所用潤滑劑也不(bú)同(tóng)。玻璃潤滑劑多用於高溫合金及鈦合金鍛造(zào)。對鋼的熱鍛,水基石墨是應用很廣泛的潤滑劑,對於冷鍛,由(yóu)於壓強很高,鍛前往(wǎng)往還需要進行磷酸鹽或草酸鹽處理。