鑄造和鍛造是兩個(gè)不同的加工工藝。鑄造是把沒(méi)有形狀的金屬液變成有形狀的固體。鑄造閥門(mén)就是澆鑄所成的閥門(mén)。鍛造主要是在高溫下用擠壓的方法成型。可以細(xì)化制件中的晶粒。鍛造閥門(mén)就是鍛打出來(lái)的。

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鍛造的種類(lèi)

（一）根據(jù)變形溫度分類(lèi)

當(dāng)溫度超過(guò)300-400℃（鋼的藍(lán)脆區(qū)），達(dá)到700-800℃時(shí)，變形阻力將急劇減小，變形能也得到很大改善。根據(jù)在不同的溫度區(qū)域進(jìn)行的鍛造，針對(duì)鍛件質(zhì)量和鍛造工藝要求的不同，可分為冷鍛、溫鍛、熱鍛三個(gè)成型溫度區(qū)域。鋼的開(kāi)始再結(jié)晶溫度約為727℃，但普遍采用800℃作為劃分線(xiàn)，高于800℃的是熱鍛；在300～800℃之間稱(chēng)為溫鍛或半熱鍛。不加熱在室溫下的鍛造叫冷鍛。在低溫鍛造時(shí)，鍛件的尺寸變化很小。在700℃以下鍛造，氧化皮形成少，而且表面無(wú)脫碳現(xiàn)象。因此，只要變形能在成形能范圍內(nèi)，冷鍛容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。只要控制好溫度和潤(rùn)滑冷卻，700℃以下的溫鍛也可以獲得很好的精度。熱鍛時(shí)，由于變形能和變形阻力都很小，可以鍛造形狀復(fù)雜的大鍛件。要得到高尺寸精度的鍛件，可在900-1000℃溫度域內(nèi)用熱鍛加工。

另外，要注意改善熱鍛的工作環(huán)境。鍛模壽命（熱鍛2-5千個(gè)，溫鍛1-2萬(wàn)個(gè)，冷鍛2-5萬(wàn)個(gè)）與其它溫度域的鍛造相比是較短的，但它的自由度大，成本低。坯料在冷鍛時(shí)要產(chǎn)生變形和加工硬化，使鍛模承受高的荷載，因此，需要使用高強(qiáng)度的鍛模和采用防止磨損和粘結(jié)的硬質(zhì)潤(rùn)滑膜處理方法。另外，為防止坯料裂紋，需要時(shí)進(jìn)行中間退火以保證需要的變形能力。為保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可對(duì)坯料進(jìn)行磷化處理。在用棒料和盤(pán)條進(jìn)行連續(xù)加工時(shí)，目前對(duì)斷面還不能作潤(rùn)滑處理，正在研究使用磷化潤(rùn)滑方法的可能。

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（二）根據(jù)坯料的移動(dòng)方式分類(lèi)

根據(jù)坯料的移動(dòng)方式，鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。

1、自由鍛

定義：利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個(gè)方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法，簡(jiǎn)稱(chēng)自由鍛。特點(diǎn)：自由鍛造所用工具和設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性好，成本低。同鑄造毛坯相比，自由鍛消除了縮孔、縮松、氣孔等缺陷，使毛坯具有更高的力學(xué)性能。鍛件形狀簡(jiǎn)單，操作靈活。因此，它在重型機(jī)器及重要零件的制造上有特別重要的意義。分類(lèi)：主要有手工鍛造和機(jī)械鍛造兩種。手工自由鍛生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅用于修配或簡(jiǎn)單、小型、小批鍛件的生產(chǎn)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器自由鍛已成為鍛造生產(chǎn)的主要方法，在重型機(jī)械制造中，它具有特別重要的作用。而產(chǎn)生的鍛件形狀和尺寸主要由操作工的技術(shù)水平?jīng)Q定。主要設(shè)備：自由鍛造的設(shè)備分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類(lèi)。生產(chǎn)中使用的鍛錘有空氣錘和蒸汽-空氣錘，有些廠(chǎng)還使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少的彈簧錘、夾板錘、杠桿錘和鋼絲錘等。液壓機(jī)是以液體產(chǎn)生的靜壓力使坯料變形的，是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方式?；竟ば颍鹤杂慑懺斓幕竟ば虬ㄧ叴?、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割及鍛接等。

2、模鍛

定義：模鍛是指在專(zhuān)用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。

特點(diǎn)：在模鍛錘或壓力機(jī)上用鍛模將金屬坯料鍛壓加工成形的工藝。模鍛工藝生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，尺寸精確，加工余量小，并可鍛制形狀復(fù)雜的鍛件；適用于批量生產(chǎn)。但模具成本高，需有專(zhuān)用的模鍛設(shè)備，不適合于單件或小批量生產(chǎn)。

分類(lèi)：根據(jù)設(shè)備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機(jī)模鍛，平鍛機(jī)模鍛，摩擦壓力機(jī)模鍛等。

制備：模鍛用的鍛模，由上下兩個(gè)模塊組成,模膛4是鍛模的工作部分，上下模各一半。用燕尾和楔1、2固定在錘砧和工作臺(tái)上；并以鎖扣3或?qū)е鶎?dǎo)向,防止上下模塊錯(cuò)位。金屬坯料按模膛的形狀變形。

工序、工藝過(guò)程：模鍛的工序?yàn)橹婆鳌㈩A(yù)鍛和終鍛。終鍛模的模膛是按鍛件的尺寸、形狀，并加上余量和偏差確定的。

（三）根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)

根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細(xì)長(zhǎng)材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品,例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動(dòng)與自由度是不一致的，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：

（1）限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī)；

（2）準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)；

（3）沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)；

（4）能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)。

為了獲得高的精度應(yīng)注意防止下死點(diǎn)處過(guò)載，控制速度和模具位置。因?yàn)檫@些都會(huì)對(duì)鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外，為了保持精度，還應(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度，調(diào)整下死點(diǎn)和利用補(bǔ)助傳動(dòng)裝置等措施。

此外，根據(jù)滑塊運(yùn)動(dòng)方式還有滑塊垂直和水平運(yùn)動(dòng)（用于細(xì)長(zhǎng)件的鍛造、潤(rùn)滑冷卻和高速生產(chǎn)的零件鍛造）方式之分，利用補(bǔ)償裝置可以增加其它方向的運(yùn)動(dòng)。上述方式不同，所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產(chǎn)量、尺寸公差和潤(rùn)滑冷卻方式都不一樣，這些因素也是影響自動(dòng)化水平的因素。

鍛造的重要性

鍛造生產(chǎn)是機(jī)械制造工業(yè)中提供機(jī)械零件毛坯的主要加工方法之一。通過(guò)鍛造，不僅可以得到機(jī)械零件的形狀，而且能改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的機(jī)械性能和物理性能。一般對(duì)受力大、要求高的重要機(jī)械零件，大多采用鍛造生產(chǎn)方法制造。如汽輪發(fā)電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、護(hù)環(huán)、大型水壓機(jī)立柱、高壓缸、軋鋼機(jī)軋輥、內(nèi)燃機(jī)曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國(guó)防工業(yè)方面的火炮等重要零件，均采用鍛造生產(chǎn)。

因此，鍛造生產(chǎn)廣泛的應(yīng)用于冶金、礦山、汽車(chē)、拖拉機(jī)、收獲機(jī)械、石油、化工、航空、航天、兵器等工業(yè)部門(mén)，就是在日常生活中，鍛造生產(chǎn)亦具有重要位置。從某種意義上說(shuō)，鍛件的年產(chǎn)量，模鍛件在鍛件總產(chǎn)量中所占的比例，以及鍛造設(shè)備大小和擁有量等指標(biāo)，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。

鍛造用材

鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱(chēng)為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機(jī)械性能均勻、良好，形狀和尺寸準(zhǔn)確，表面質(zhì)量好，便于組織批量生產(chǎn)。只要合理控制加熱溫度和變形條件，不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件。鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織，有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過(guò)大的塑性變形，將柱狀晶破碎為細(xì)晶粒，將疏松壓實(shí)，才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機(jī)械性能。經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯，在熱態(tài)下經(jīng)無(wú)飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度，具有良好的機(jī)械性能，并且精度高，可減少后續(xù)的切削加工。粉末鍛件內(nèi)部組織均勻，沒(méi)有偏析，可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價(jià)格遠(yuǎn)高于一般棒材的價(jià)格，在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到一定限制。對(duì)澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力，使其在壓力作用下凝固、結(jié)晶、流動(dòng)、塑性變形和成形，就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法，特別適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁件。

鍛造用料除了通常的材料，如各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區(qū)相對(duì)較窄，所以鍛造難度會(huì)相對(duì)較大，不同材料的加熱溫度，開(kāi)鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。

鍛造工藝流程

不同的鍛造方法有不同的流程，其中以熱模鍛的工藝流程最長(zhǎng)，一般順序?yàn)椋哄懪飨铝?；鍛坯加熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；矯正；中間檢驗(yàn)，檢驗(yàn)鍛件的尺寸和表面缺陷；鍛件熱處理，用以消除鍛造應(yīng)力，改善金屬切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矯正；檢查，一般鍛件要經(jīng)過(guò)外觀(guān)和硬度檢查，重要鍛件還要經(jīng)過(guò)化學(xué)成分分析、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力等檢驗(yàn)和無(wú)損探傷。

鍛件特點(diǎn)

與鑄件相比，金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線(xiàn)完整，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無(wú)法比擬的鍛件是金屬被施加壓力，通過(guò)塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。這種力量典型的通過(guò)使用鐵錘或壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。鑄件過(guò)程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn)實(shí)使用中，一個(gè)正確的設(shè)計(jì)能使顆粒流在主壓力的方向。鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)落砂、清理和后處理等，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。

鍛造過(guò)程注意事項(xiàng)

（1）鍛造加工過(guò)程包括：將材料切割成所需尺寸、加熱、鍛造、熱處理、清理和檢驗(yàn)。在小型人工鍛造中，所有這些操作都由數(shù)名鍛工上手和下手在狹小場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行。他們都暴露于相同的有害環(huán)境和職業(yè)性危害中；在大型鍛造車(chē)間，危害隨工作崗位的不同而各異。工作條件盡管工作條件因鍛造形式不同而各異，但具有某些共同特點(diǎn)：中等強(qiáng)度的體力勞動(dòng)，干熱的小氣候環(huán)境，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，空氣受煙霧污染。

（2）工人們同時(shí)暴露于高溫空氣和熱輻射下，導(dǎo)致熱量在體內(nèi)積累，熱量加上代謝的熱量，會(huì)造成散熱失調(diào)和病理變化。8小時(shí)勞動(dòng)的排汗量將隨小氣體環(huán)境、體力消耗以及熱適應(yīng)性程度的不同而異一般在1.5~5升之間，或甚至更高。在較小鍛造車(chē)間或離熱源較遠(yuǎn)處，貝哈二氏熱應(yīng)激指數(shù)通常為55~95；但在大型鍛造車(chē)間，靠近加熱爐或落錘機(jī)的工作點(diǎn)可能高達(dá)150~190。易引起缺鹽和熱痙攣。在寒冷季節(jié)，暴露于小氣候環(huán)境的變化中可能在一定程度上促進(jìn)其適應(yīng)性，但迅速而過(guò)于頻繁的變化，可能構(gòu)成對(duì)健康的危害。

大氣污染：作場(chǎng)所的空氣中可能含有煙塵、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫，或者還含有丙烯醛，其濃度取決于加熱爐燃料的種類(lèi)和所含雜質(zhì)，以及燃燒效率、氣流和通風(fēng)狀況。

噪聲和振動(dòng):型鍛錘必然會(huì)產(chǎn)生低頻率噪聲和振動(dòng)，但也可能有一定的高頻成分，其聲壓級(jí)在95~115分貝之間。工作人員暴露于鍛造振動(dòng)中，可能造成氣質(zhì)性和功能性失調(diào)，會(huì)降低工作能力和影響安全。

鍛造生產(chǎn)危險(xiǎn)因素及主要原因

在鍛造生產(chǎn)中，易發(fā)生的外傷事故，按其原因可分為三種：機(jī)械傷——工具或工件直接造成的刮傷、碰傷；燙傷；電觸傷。

從安全技術(shù)勞動(dòng)保護(hù)的角度來(lái)看，鍛造車(chē)間的特點(diǎn)是：

（1）鍛造生產(chǎn)是在金屬灼熱的狀態(tài)下進(jìn)行的（如低碳鋼鍛造溫度范圍在1250~750℃之間），由于有大量的手工勞動(dòng)，稍不小心就可能發(fā)生灼傷。

（2）鍛造車(chē)間里的加熱爐和灼熱的鋼錠、毛坯及鍛件不斷地發(fā)散出大量的輻射熱（鍛件在鍛壓終了時(shí)，仍然具有相當(dāng)高的溫度），工人經(jīng)常受到熱輻射的侵害。

（3）鍛造車(chē)間的加熱爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵排入車(chē)間的空氣中，不但影響衛(wèi)生，還降低了車(chē)間內(nèi)的能見(jiàn)度（對(duì)于燃燒固體燃料的加熱爐，情況就更為嚴(yán)重），因而也可能會(huì)引起工傷事故。

（4）鍛造生產(chǎn)所使用的設(shè)備如空氣錘、蒸汽錘、摩擦壓力機(jī)等，工作時(shí)發(fā)出的都是沖擊力。設(shè)備在承受這種沖擊載荷時(shí)，本身容易突然損壞（如鍛錘活塞桿的突然折斷），而造成嚴(yán)重的傷害事故。

（5）壓力機(jī)（如水壓機(jī)、曲柄熱模鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)、精壓機(jī)）剪床等，在工作時(shí)，沖擊性雖然較小，但設(shè)備的突然損壞等情況也時(shí)有發(fā)生，操作者往往猝不及防，也有可能導(dǎo)致工傷事故。

（6）鍛造設(shè)備在工作中的作用力是很大的，如曲柄壓力機(jī)、拉伸鍛壓機(jī)和水壓機(jī)這類(lèi)鍛壓設(shè)備，它們的工作條件雖較平穩(wěn)，但其工作部件所發(fā)生的力量卻是很大的，如我國(guó)已制造和使用了12000t的鍛造水壓機(jī)。就是常見(jiàn)的100~150t的壓力機(jī)，所發(fā)出的力量已是夠大的了。如果模子安裝或操作時(shí)稍有不正確，大部分的作用力就不是作用在工件上，而是作用在模子、工具或設(shè)備本身的部件上了。這樣，某種安裝調(diào)整上的錯(cuò)誤或工具操作的不當(dāng)，就可能引起機(jī)件的損壞以及其他嚴(yán)重的設(shè)備或人身事故。

（7）鍛工的工具和輔助工具，特別是手鍛和自由鍛的工具、夾鉗等名目繁多，這些工具都是一起放在工作地點(diǎn)的。在工作中，工具的更換非常頻繁，存放往往又是雜亂的，這就必然增加對(duì)這些工具檢查的困難，當(dāng)鍛造中需用某一工具而時(shí)常又不能迅速找到時(shí)，有時(shí)會(huì)“湊合”使用類(lèi)似的工具，為此往往會(huì)造成工傷事故。

（8）由于鍛造車(chē)間設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的噪聲和震動(dòng)，使工作地點(diǎn)嘈雜不堪入耳，影響人的聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)，分散了注意力，因而增加了發(fā)生事故的可能性。

鍛造車(chē)間工傷事故的原因分析

（1）需要防護(hù)的地區(qū)、設(shè)備缺乏防護(hù)裝置和安全裝置；

（2）設(shè)備上的防護(hù)裝置不完善，或未使用；

（3）生產(chǎn)設(shè)備本身有缺陷或毛??；

（4）設(shè)備或工具損壞及工作條件不適當(dāng)；

（5）鍛模和鐵砧有毛??；

（6）工作場(chǎng)地組織和管理上的混亂；

（7）工藝操作方法及修理的輔助工作做得不適當(dāng)；

（8）個(gè)人防護(hù)用具如防護(hù)眼鏡有毛病，工作服和工作鞋不符合工作條件；

（9）幾個(gè)人共同進(jìn)行一項(xiàng)作業(yè)時(shí)，互相配合不協(xié)調(diào)；

（10）缺乏技術(shù)教育和安全知識(shí)，以致采用了不正確的步驟和方法