摘要：随着工业事业的发展，锻造工艺技术在生产中具有越来越重要的作用。它是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使得金属材料改变原有的形状和性能的加工方法。本文对锻造工艺技术进行了简要介绍，从而达到我国的锻造工艺能够更加规范科学的目的。
关键词：锻造工艺；机械性能；金属材料
金属材料一般都要进行锻造工艺。锻造工艺可以使零件获得更好的性能，改变形状同时适应要求。现代技术的发展，使得高科技技术日益广泛。在锻造工艺上，也显现出了一定的技术含量。
一、锻造工艺简介
1.1相关概念
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，是锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，与此同时，由于保存了完整的金属流线，锻件的相关性能一般优于同等材料的铸件。设备中的那些负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
1.2自由锻
指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状，并且保证内部质量的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。
1.3模锻
模锻可分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造工艺技术水平的高低。
挤压应归属于模锻，可以分为重金属挤压和轻金属挤压。闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺，由于没有飞边，材料的利用率高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置及锻件的测量，减少锻模的磨损。
1.4辗环
辗环是指通过专用设备辗环机生产不同直径的环形零件，也可采用辗环工艺生产轮毂、车轮等轮形零件。
1.5特种锻造
特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。
例如，辊锻可以作为有效的预成形工艺，大幅降低后续的成形压力；楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件；径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。
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二、锻造工艺中存在的问题
2.1晶粒不均匀
晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料锻造时各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，再或者是进行淬火加热时产生局部晶粒粗大的现象。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感，晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。当温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化(硬化)，从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。
2.2裂纹
裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的，通常发生在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快变形程度过大，超过材料允许的塑性标准等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
2.3龟裂
龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料中Cu、Sn等易熔元素过多。②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。③加热燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。
2.4分模面折叠
分模面折叠是指沿锻件分模面产生的裂纹。折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两股(或多股)金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动带动邻近部分表层金属流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形被压人另一部分金属内而形成。折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作等有关，并且进行分模面折叠时，可以减少零件的承载面积，避免了这个零件工作过程中由于受力集中而产生疲劳。
结束语
现代科技飞速发展，各行业的锻造工艺技术都得到了快速发展。所以锻造工艺的要求也越来越高，锻造者们只有熟练的掌握各种锻造工艺技术，把各种工艺很好的结合起来，才能达到低成本，高质量的目标。
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论文作者:李安安
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/5/7