热锻温锻成型工艺

热锻、温锻成型工艺热锻、温锻成型工艺n1. 热、冷、温锻工艺的优缺点对比热、冷、温锻工艺的优缺点对比n锻造可根据是否采用模具而分为模锻与自由锻两大类。紧固件锻造锻造可根据是否采用模具而分为模锻与自由锻两大类。紧固件锻造成型全部为模锻。成型全部为模锻。n模锻又可根据金属材料塑性变形时的温度不同分为热锻、冷锻与温模锻又可根据金属材料塑性变形时的温度不同分为热锻、冷锻与温锻三类。将金属材料加热至尚未产生过烧或过热缺陷的很高的温度锻三类。将金属材料加热至尚未产生过烧或过热缺陷的很高的温度下进行塑性成型时下进行塑性成型时,称为热锻称为热锻;金属材料不经加热金属材料不经加热,在常温下进行塑性在常温下进行塑性成型时成型时, 称为冷锻称为冷锻;将金属材料加热至尚未产生强烈氧化的较高的温将金属材料加热至尚未产生强烈氧化的较高的温度下进行塑性成型时度下进行塑性成型时, 称为温锻。三类模锻工艺的优缺点对比见表称为温锻。三类模锻工艺的优缺点对比见表36-5。n2 适用于紧固件成型的热模锻工艺类型、特点及成型原理适用于紧固件成型的热模锻工艺类型、特点及成型原理n 热模锻可以根据塑性变形方式与所用成型设备的不同分为多种热模锻可以根据塑性变形方式与所用成型设备的不同分为多种工艺类型。其中工艺类型。其中,适用于紧固件成型的工艺类型、特点及其简要成型适用于紧固件成型的工艺类型、特点及其简要成型原理见表原理见表36-6。n3.异形紧固件开式热模锻（简称开式模锻）异形紧固件开式热模锻（简称开式模锻）n3.1开式热模锻的工艺流程、设备与工模具开式热模锻的工艺流程、设备与工模具n 以吊环螺钉开式模锻的工艺流程为例以吊环螺钉开式模锻的工艺流程为例,一般为：下料一般为：下料加热加热制坯制坯（预锻）（预锻）终锻终锻切边与冲孔切边与冲孔（热校正）（热校正）锻后热处理锻后热处理清理清理（冷校正）（冷校正）检验检验;带括号者为非必选工序。带括号者为非必选工序。n吊环螺钉（吊环螺钉（GB/T 8251988）的材料为）的材料为20钢或钢或25钢钢;规格范围为：规格范围为：M8M1006。其开式模锻各工序所用设备及工、模具见表。其开式模锻各工序所用设备及工、模具见表36-7。n3.2三种设备上开式热模锻的模具结构三种设备上开式热模锻的模具结构n a.热模锻曲柄压力机上开式热模锻的模具结构简图热模锻曲柄压力机上开式热模锻的模具结构简图, 见图见图36-36。n由于热模锻曲柄压力机上工作较平稳由于热模锻曲柄压力机上工作较平稳,振动小振动小,因此可以采用由许多零件装配而因此可以采用由许多零件装配而成的组合式通用模架。成的组合式通用模架。 n通用模架上设有通用模架上设有4个工位个工位,中间两个工中间两个工位上设有上、下顶件杆位上设有上、下顶件杆,是预锻与终锻工是预锻与终锻工位位;两侧的工位上不设置上、下顶杆，可两侧的工位上不设置上、下顶杆，可设计成镦粗或卡压等制坯工位。设计成镦粗或卡压等制坯工位。n改换锻件规格或品种时改换锻件规格或品种时,只需更换相应只需更换相应的模块的模块,安装、调整方便安装、调整方便,模块定位准确。模块定位准确。n b.模锻锤上开式热模锻的模具模锻锤上开式热模锻的模具结构简图结构简图, 见图见图36-37。n 由于模锻锤工作时有强烈由于模锻锤工作时有强烈振动振动,不能采用组合式模具不能采用组合式模具,只能只能采用上、下对开的整体式模采用上、下对开的整体式模 块。块。n 模块上可设置模块上可设置16个不同个不同工步的模槽。中部设预、终锻工步的模槽。中部设预、终锻模槽模槽;当不需要预锻工步时当不需要预锻工步时,终锻终锻模槽的受力中心应与锤杆的中模槽的受力中心应与锤杆的中心线重合心线重合;左右两侧可根据需要左右两侧可根据需要设置镦粗、拔长、滚挤、弯曲、设置镦粗、拔长、滚挤、弯曲、切断等模槽。切断等模槽。n 上、下模块用燕尾、楔、键上、下模块用燕尾、楔、键与锤头和下砧进行安装与定位与锤头和下砧进行安装与定位,用薄垫片进行位置微调。用薄垫片进行位置微调。 n c.螺旋压力机上开式模锻模具的螺旋压力机上开式模锻模具的结构简图见图结构简图见图 36-38。n 由于螺旋压力机工作时振动由于螺旋压力机工作时振动较小较小,因此一般多采用组合式通用因此一般多采用组合式通用模架。模架。n 由于螺旋压力机承受偏心载荷由于螺旋压力机承受偏心载荷的能力较差的能力较差,因此一般情况下只能因此一般情况下只能在螺杆的中心设置一个终在螺杆的中心设置一个终n锻工位锻工位;制坯工序需在空气锤或辊制坯工序需在空气锤或辊锻机上完成。特殊情况下锻机上完成。特殊情况下,也允许也允许在终锻工位两侧设置模锻力在终锻工位两侧设置模锻力n很小的制坯工位很小的制坯工位,如镦粗、卡压等如镦粗、卡压等工位。工位。n终锻模块一般用燕尾、楔、键等终锻模块一般用燕尾、楔、键等与模架的上、下模板安装、定位与模架的上、下模板安装、定位;也可采用压板、螺钉进行安装、也可采用压板、螺钉进行安装、固定。固定。n3.3 吊环螺钉开式模锻工艺实吊环螺钉开式模锻工艺实例例n以以GB/T 825 M10小规格吊环小规格吊环螺钉在模锻锤上进行开式模锻成螺钉在模锻锤上进行开式模锻成型为例型为例,其冷坯料尺寸图、热锻件其冷坯料尺寸图、热锻件简图及模具简图简图及模具简图, 见图见图36-39。模锻方案的选定：小规格吊环螺模锻方案的选定：小规格吊环螺钉宜采用一模多件并且调头模钉宜采用一模多件并且调头模锻方案锻方案;一模多件可提高一模多件可提高n生产率生产率,调头模锻可省去夹钳调头模锻可省去夹钳料头料头,节约原材料。由图节约原材料。由图36-39可见可见,坯料的下料长度为坯料的下料长度为315mm;一根长棒料整体加热一根长棒料整体加热后（始锻温度后（始锻温度1250）,可连可连续锻出续锻出4个吊环螺钉（始锻温个吊环螺钉（始锻温度不低于度不低于800）。）。n模锻工步的选定：为尽量减少毛边损失模锻工步的选定：为尽量减少毛边损失,选用了滚挤制坯工步（见选用了滚挤制坯工步（见图图36-39,模具图左侧模具图左侧n模槽为滚挤模槽）模槽为滚挤模槽）;由于滚挤工步需多次翻转由于滚挤工步需多次翻转90 ? 0锻打锻打,因此可同时因此可同时去除棒料表面的氧化皮。为了保证吊环孔的顺利成型去除棒料表面的氧化皮。为了保证吊环孔的顺利成型,并为了提高并为了提高终锻模槽的使用寿命终锻模槽的使用寿命,选用了预锻工步（见图选用了预锻工步（见图36-39,模具图中部右侧模具图中部右侧的模槽为预锻模槽的模槽为预锻模槽;预锻模槽没有毛边槽）。终锻完成后预锻模槽没有毛边槽）。终锻完成后,一模两件一模两件仍连在一起仍连在一起;因此因此,一模多件方案时一模多件方案时,必须设置切断工步（图必须设置切断工步（图36-39中中,模具的右前角处设有切断模槽）。对于一模多件调头模锻方案模具的右前角处设有切断模槽）。对于一模多件调头模锻方案,模模锻操作的顺序是：锻出两件后首先切掉一件锻操作的顺序是：锻出两件后首先切掉一件,留一件作夹钳头用留一件作夹钳头用,暂暂不切下不切下;调头锻出另两件后调头锻出另两件后,将连在一起的将连在一起的3个锻件全部切离。个锻件全部切离。n设备选定：选用设备选定：选用1t模锻锤。模锻锤。n4 螺母闭式热模锻螺母闭式热模锻n4.1螺母在三种常用设备上闭式热模锻的工艺流程与各工序对比螺母在三种常用设备上闭式热模锻的工艺流程与各工序对比n 螺母闭式热模锻的一般工艺流程为：（下料）螺母闭式热模锻的一般工艺流程为：（下料）加热加热（制坯）（制坯）终锻终锻（冲孔）（冲孔）锻后热处理锻后热处理清理清理检验检验;其中其中,带括号的工序带括号的工序在平锻机闭式热模锻螺母的工艺流程中不需设置。在平锻机闭式热模锻螺母的工艺流程中不需设置。n三种常用设备上闭式热模锻螺母时三种常用设备上闭式热模锻螺母时,各工序的特点对比见表各工序的特点对比见表36-8。n4.2 平锻机上闭式热模锻圆螺母工艺与模具平锻机上闭式热模锻圆螺母工艺与模具n图图36-40所示为所示为GB/T 8101988 M 802小圆螺母的平锻模具简图、小圆螺母的平锻模具简图、平锻工步尺寸图及热棒料尺寸图。小圆螺母的材料为平锻工步尺寸图及热棒料尺寸图。小圆螺母的材料为45钢。钢。n工艺过程为：长棒料端部加热（长棒料上被加热段的长度工艺过程为：长棒料端部加热（长棒料上被加热段的长度,可锻制可锻制35个螺母个螺母,始锻温度为始锻温度为1200）冲孔终成型同时完成扩径辅助工步冲孔终成型同时完成扩径辅助工步（根据平锻工艺规范（根据平锻工艺规范,对孔径相对较大的通孔件对孔径相对较大的通孔件,选定的坯料直径应小选定的坯料直径应小于锻件的孔径于锻件的孔径;为保证在下一个穿孔工步后长棒料上不形成台阶为保证在下一个穿孔工步后长棒料上不形成台阶,必须必须在终成型工步中将棒料与锻件连接面处的直径扩大至与孔径相等）在终成型工步中将棒料与锻件连接面处的直径扩大至与孔径相等）穿孔工步穿孔工步锻后热处理锻后热处理清理清理检验。检验。n平锻设备为平锻设备为8000kN垂直分模平锻机。在平锻机上锻制通孔件时垂直分模平锻机。在平锻机上锻制通孔件时,长棒长棒料的送进位置用设备上的前挡板定位。料的送进位置用设备上的前挡板定位。n4.3 螺旋压力机上闭式热模锻大规格标准六角螺母工艺与模具螺旋压力机上闭式热模锻大规格标准六角螺母工艺与模具n图图36-41所示为所示为GB/T 412000 M36 六角螺母六角螺母 C级在摩擦螺旋压力机级在摩擦螺旋压力机上进行闭式模锻的工艺过程简图。上进行闭式模锻的工艺过程简图。n工艺过程为：下料（棒料剪床或冲床上冷剪）工艺过程为：下料（棒料剪床或冲床上冷剪）加热（始锻温度为加热（始锻温度为1 200）镦粗（在镦粗（在630kN冲床上镦粗去除氧化皮）冲床上镦粗去除氧化皮）闭式终锻（选闭式终锻（选用用3000kN摩擦螺旋压力机）摩擦螺旋压力机）冲孔（在冲孔（在1 000kN冲床上冲除冲孔连冲床上冲除冲孔连皮）。皮）。 n图图36-42为在摩擦螺旋压力机上进行闭式模锻大规格标准六角螺母的为在摩擦螺旋压力机上进行闭式模锻大规格标准六角螺母的终锻模具简图。终锻模具简图。 n4.4冲床上闭式热模锻六角冲床上闭式热模锻六角法兰面螺母工艺与模具法兰面螺母工艺与模具n图图36-43所示为在冲床上闭所示为在冲床上闭式热模锻式热模锻GB/T 6177.12000 M20六角法兰面螺母六角法兰面螺母(10级级)的工艺过程简图。螺的工艺过程简图。螺母材料为母材料为40Gr钢。钢。n工艺过程为：下料（冷拔料工艺过程为：下料（冷拔料或热轧棒料剥皮或热轧棒料剥皮,精密下料精密下料,严格控制坯料体积偏差）严格控制坯料体积偏差）加热（中频加热加热（中频加热, 始锻温度始锻温度为为1050）制坯（在制坯（在630kN冲床上镦粗去除氧化冲床上镦粗去除氧化皮）皮）终锻（在终锻（在1600kN冲冲床上闭式冲孔终锻成型）床上闭式冲孔终锻成型）冲孔与精整（在冲孔与精整（在800kN冲床冲床上冲孔同时精整内孔与下端上冲孔同时精整内孔与下端面上的倒角）面上的倒角）锻后热处理锻后热处理(10级级)与表面处理与表面处理(氧化氧化)清理清理检验。检验。n图图36-44为在冲床上进行为在冲床上进行闭式模锻六角法兰面螺母闭式模锻六角法兰面螺母的闭式模锻模具简图。的闭式模锻模具简图。n5.螺栓或螺钉热顶镦螺栓或螺钉热顶镦n5.1螺栓或螺钉热顶镦的工步类型与工步数量选定螺栓或螺钉热顶镦的工步类型与工步数量选定n螺栓或螺钉热顶镦的工步类型：适用于螺栓或螺钉热顶镦的工步有自螺栓或螺钉热顶镦的工步类型：适用于螺栓或螺钉热顶镦的工步有自由顶镦与在凸模上由顶镦与在凸模上n锥台形模槽中顶镦（简称聚料）两种类型锥台形模槽中顶镦（简称聚料）两种类型,如图如图36-45所示。自由顶镦所示。自由顶镦时时,棒料上的变形段（图棒料上的变形段（图n36-45 a中中l0段）在不受段）在不受n模具约束的情况下模具约束的情况下,不会不会n因产生轴向失稳而弯曲因产生轴向失稳而弯曲,n可单工步顶镦成型。在可单工步顶镦成型。在n凸模上的锥台形模槽中凸模上的锥台形模槽中n顶镦时顶镦时,棒料上的变形段棒料上的变形段n（图（图36-45 b中中l0段）虽段）虽n然会因轴向失稳而弯曲然会因轴向失稳而弯曲;n但因受锥台侧壁的限制但因受锥台侧壁的限制,n仅产生允许程度内的弯仅产生允许程度内的弯n曲曲,而不会生成折纹。而不会生成折纹。n自由顶镦的应用限制条件：为了保证棒料上的变形段（图自由顶镦的应用限制条件：为了保证棒料上的变形段（图36-45 a中中l0段）在顶镦过程段）在顶镦过程n中不会因产生轴向失稳而弯曲中不会因产生轴向失稳而弯曲,必须限制变形段的长径比必须限制变形段的长径比l0 / d0;自自由顶镦时由顶镦时, l0 / d0的最大允许值见表的最大允许值见表36-9。表中。表中,平冲头用于头部顶平冲头用于头部顶面基本为平面的各种螺栓（包括凹穴头螺栓）面基本为平面的各种螺栓（包括凹穴头螺栓）;冲孔冲头用于头部冲孔冲头用于头部有凹槽（如内六角）的各种螺钉。采用冲孔冲头顶镦时有凹槽（如内六角）的各种螺钉。采用冲孔冲头顶镦时,变形段轴变形段轴向失稳的倾向比采用平冲头时大。向失稳的倾向比采用平冲头时大。冲头型式冲头型式料径料径 / mm棒料下料后的端面斜度棒料下料后的端面斜度 0 ? u3 ? u（锯切、车）（锯切、车）3 ? u6 ? u（剪切）（剪切）平冲头平冲头 502.5+0.01 d02.+0.01 d0 5032.5冲孔冲头冲孔冲头 501.5+0.01 d01+0.01 d0 5021.5nC.螺栓或螺钉热顶镦的工步数量的选定：对于绝大多数类型的螺栓螺栓或螺钉热顶镦的工步数量的选定：对于绝大多数类型的螺栓或螺钉或螺钉,由于其头部的由于其头部的n体积相对较小体积相对较小,一般情况下其一般情况下其l0 /d0值均满足自由顶镦的限制条件值均满足自由顶镦的限制条件,即即只需自由顶镦一个工步即可终锻成型只需自由顶镦一个工步即可终锻成型;但是但是,对于少数头部体积相对对于少数头部体积相对较大的螺栓或螺钉较大的螺栓或螺钉,如六角头盖形螺栓、扁圆头方颈螺栓、如六角头盖形螺栓、扁圆头方颈螺栓、T形槽用形槽用螺栓等螺栓等,由于其头部体积相对较大由于其头部体积相对较大,l0 /d0不能满足自由顶镦的限制条不能满足自由顶镦的限制条件件,必须采用两工步成型工艺必须采用两工步成型工艺,即聚料即聚料自由顶镦终锻成型。自由顶镦终锻成型。nD.锥台形模槽尺寸的限制条件：在图锥台形模槽尺寸的限制条件：在图36-45 b)中中,为保证为保证l0段在顶镦段在顶镦的全过程中仅产生允许程度内的弯曲的全过程中仅产生允许程度内的弯曲,而不会产生折纹而不会产生折纹,必须对锥台必须对锥台大端直径大端直径d1与敞开段长度与敞开段长度l1的尺寸范围进行限制。限制条件为：当的尺寸范围进行限制。限制条件为：当选定选定d1=1.5 d0时时, l12d0;当选定当选定d1=1.25 d0时时, l13d0。nE. 锥台形模槽设计要点：首先选定锥台的大端直径锥台形模槽设计要点：首先选定锥台的大端直径d1和小端直径和小端直径d2。d1按上述限制条件选定按上述限制条件选定; d2=（1.051.2）d0。其次根据变。其次根据变形前后体积相等形前后体积相等,并考虑锥台体积比变形段体积大（并考虑锥台体积比变形段体积大（56）%的原的原则则,计算出锥台高度和计算出锥台高度和l1;最后校核最后校核l1是否满足限制条件是否满足限制条件;若不满足时若不满足时,应重新选定。应重新选定。 n5.2两种常用设备上热顶镦螺栓、螺钉的工艺流程与优缺点对比两种常用设备上热顶镦螺栓、螺钉的工艺流程与优缺点对比n 在螺旋压力机或冲床上热顶镦螺栓、螺钉的工艺流程基本相同在螺旋压力机或冲床上热顶镦螺栓、螺钉的工艺流程基本相同,一般为：一般为：下料下料加热加热（聚料）（聚料）自由顶镦自由顶镦锻后热处理锻后热处理清理清理（去毛刺）（去毛刺）检检验。验。n其中其中,聚料工序（步）只用于聚料工序（步）只用于5.1条所列举的极少数特殊种类的螺栓或螺钉。条所列举的极少数特殊种类的螺栓或螺钉。当聚料安排在另外一台设备上进行时当聚料安排在另外一台设备上进行时,即聚料工序即聚料工序;当聚料安排在同一台设当聚料安排在同一台设备上进行时（在同一台双点单动压力机上设置两套顶镦模或在同一台设备备上进行时（在同一台双点单动压力机上设置两套顶镦模或在同一台设备上设置两个可更换工位的冲头）上设置两个可更换工位的冲头）,即聚料工步。即聚料工步。n两种常用设备上热顶镦螺栓、螺钉各工序的优缺点对比两种常用设备上热顶镦螺栓、螺钉各工序的优缺点对比,见表见表36-10。 对比项目对比项目螺旋压力机上顶镦螺旋压力机上顶镦冲床上顶镦冲床上顶镦可镦螺栓的规格与长度大规格,大长度小规格,小长度坯料形式多为热轧棒料多为冷拔棒料下料方法多为剪切下料多为精密下料对坯料体积偏差的要求不严格（因设备行程不固定）很严格（因设备行程固定）加热始锻温度的选定单工步为减少氧化皮和脱碳应尽量低,推荐1000两工步在保证终锻温度高于800的前题下选定头部与杆部中心错差（头部与杆部的同轴度）较大（模具导向精度较低）较小（模具导向精度较高）生产率较低较高劳动条件较差较好n5.3热顶镦螺栓的模具结构实热顶镦螺栓的模具结构实例例n螺旋压力机上单工步热顶镦螺螺旋压力机上单工步热顶镦螺栓模具结构实例：图栓模具结构实例：图36-46所所示为示为GB/T 57802000 六六nA.角头螺栓角头螺栓 C级级M42280螺螺栓在栓在3000kN国产摩擦螺旋压国产摩擦螺旋压力机上热顶镦螺栓模具结构简力机上热顶镦螺栓模具结构简图。由于图。由于C级级(粗制粗制)螺栓头部螺栓头部与杆部的同轴度要求不严格与杆部的同轴度要求不严格,因此没必要采用导柱式模架因此没必要采用导柱式模架;上、下模之间采用上、下模之间采用“模口定模口定位位”,即利用上、下模之间的即利用上、下模之间的圆柱面间隙配合导向。模具下圆柱面间隙配合导向。模具下方设有顶杆方设有顶杆,以顶出螺栓以顶出螺栓;由于由于棒料下端并未加热棒料下端并未加热,顶镦后下顶镦后下端未变形端未变形,因此顶杆的顶出行因此顶杆的顶出行程可以很小程可以很小,不必将杆部全长不必将杆部全长全部顶出。全部顶出。n由此实例可见由此实例可见,由于螺旋压力机的开口高度比冲床大由于螺旋压力机的开口高度比冲床大,因此适用于镦锻大因此适用于镦锻大规格的长螺栓或螺钉。规格的长螺栓或螺钉。nB.螺旋压力机上两工步热顶镦螺栓模具结构实例：图螺旋压力机上两工步热顶镦螺栓模具结构实例：图36-47所示为六角所示为六角头盖形螺栓在摩擦螺旋压力机上两工位热顶镦的模具结构简图。在压头盖形螺栓在摩擦螺旋压力机上两工位热顶镦的模具结构简图。在压力机的中轴线位置只设一个下模力机的中轴线位置只设一个下模;上模座可以沿导轨手动推拉换位。这上模座可以沿导轨手动推拉换位。这种种“一模两冲一模两冲”型式的顶镦模型式的顶镦模,适用于在螺栓批量较大时使用适用于在螺栓批量较大时使用;当批量较当批量较小时小时,适于在两台设备上分两个工序进行镦锻。适于在两台设备上分两个工序进行镦锻。 两个工序时两个工序时,顶镦模结构顶镦模结构 与图与图36-47所示结构基本所示结构基本 相同。相同。nC.冲床上热顶镦螺栓模具结构实冲床上热顶镦螺栓模具结构实例：图例：图36-48所示为所示为M121.25118-10.9汽车用六角汽车用六角n头法兰面高强螺栓热顶镦模具工头法兰面高强螺栓热顶镦模具工作部分的结构简图。坯料为作部分的结构简图。坯料为40Gr钢冷拔料钢冷拔料,坯料外径为坯料外径为12.7,下料下料长度偏差长度偏差0.5mm。在。在2500kN冲冲床上进行闭式顶镦。采用中频感床上进行闭式顶镦。采用中频感应炉进行端部局部加热应炉进行端部局部加热,n始锻温度取为始锻温度取为1000。由图可见。由图可见,在螺栓头部法兰面边缘处是敞开在螺栓头部法兰面边缘处是敞开的的,坯料的体积偏差将导致法兰的坯料的体积偏差将导致法兰的最大直径偏差最大直径偏差;设计时设计时,在法兰外径在法兰外径处已留有加工余量处已留有加工余量;法兰外径处的法兰外径处的余量在车削法兰外径时被切除。余量在车削法兰外径时被切除。上模设有碟形弹簧推动的顶件杆上模设有碟形弹簧推动的顶件杆,可在螺栓顶镦后立即将螺栓顶出可在螺栓顶镦后立即将螺栓顶出;减少了上模接触锻件的时间减少了上模接触锻件的时间,有利有利于延长上模的使用寿命。于延长上模的使用寿命。n下模设有由导柱式模架的上底板拉动的下顶件杆下模设有由导柱式模架的上底板拉动的下顶件杆;下顶件杆由高速钢下顶件杆由高速钢制成制成,可兼作冷挤中心孔的冲头。可兼作冷挤中心孔的冲头。n6.紧固件的热挤压紧固件的热挤压n6.1热挤压的工艺类型与简要成型原理热挤压的工艺类型与简要成型原理n和冷挤压一样和冷挤压一样,热挤压可根据变形方式的不同分为正挤压、反挤压与热挤压可根据变形方式的不同分为正挤压、反挤压与复合挤压三种主要类型复合挤压三种主要类型,其成型过程简图与简要成型原理其成型过程简图与简要成型原理,见表见表36-11。6.2 热挤压的工艺润滑热挤压的工艺润滑n 热挤压与热闭式模锻、热顶镦相比较热挤压与热闭式模锻、热顶镦相比较,单位成型力（凸模的单位单位成型力（凸模的单位横断面积上承受的工作载荷）很大横断面积上承受的工作载荷）很大,因此采取有效的工艺润滑措施对因此采取有效的工艺润滑措施对保证挤压件质量和提高模具寿命均有重要作用。保证挤压件质量和提高模具寿命均有重要作用。n 热挤压最常用的工艺润滑剂是水剂石墨乳。润滑方法是热挤压最常用的工艺润滑剂是水剂石墨乳。润滑方法是,用专用用专用喷枪将石墨乳喷涂在挤压凹模与凸模表面。水剂石墨乳已商品化。喷枪将石墨乳喷涂在挤压凹模与凸模表面。水剂石墨乳已商品化。n6.3冲床上热挤压轮毂螺套工艺与模具实例冲床上热挤压轮毂螺套工艺与模具实例n 图图36-49为高强轮毂螺套的热挤压过程简图。螺套的材料为为高强轮毂螺套的热挤压过程简图。螺套的材料为40Gr钢钢,选用坯料直径为选用坯料直径为27。n加热采用中频感应加热。为了尽量减少坯料的氧化与脱碳加热采用中频感应加热。为了尽量减少坯料的氧化与脱碳,选用较低选用较低的加热温度的加热温度,始锻温度为始锻温度为1050。锻造过程为：加热。锻造过程为：加热镦粗去除氧化镦粗去除氧化皮皮制坯制坯挤压。镦粗在挤压。镦粗在630kN冲床上进行冲床上进行;制坯工序在制坯工序在800kN冲床上冲床上进行进行,采用顶镦模具镦出凸缘（采用顶镦模具镦出凸缘（37）并同时冲出盲孔）并同时冲出盲孔;坯料的下部坯料的下部,在在凹模中缩出凹模中缩出60 ? 0锥面。挤压工序在锥面。挤压工序在1600kN冲床上进行冲床上进行,采用复合挤压采用复合挤压模具模具,坯料下端正挤出正方截面坯料下端正挤出正方截面;上端反挤出内螺纹孔。反挤时凸缘部上端反挤出内螺纹孔。反挤时凸缘部分基本不再变形。分基本不再变形。n 轮毂螺套顶镦制坯模具的结构简图如图轮毂螺套顶镦制坯模具的结构简图如图36-50 a)所示。由图可见所示。由图可见,其其变形方式属开式顶镦变形方式属开式顶镦;镦出凸缘并挤出盲孔镦出凸缘并挤出盲孔,由于坯料体积偏差很小由于坯料体积偏差很小,不不产生很大的横向毛边产生很大的横向毛边;但凸缘的直径偏差较大但凸缘的直径偏差较大,当直径尺寸公差较严格当直径尺寸公差较严格时时,需安排后续切削加工工序。需安排后续切削加工工序。n轮毂螺套复合挤压模具的结构简图如图轮毂螺套复合挤压模具的结构简图如图36-50 b)所示。与冷、温挤压所示。与冷、温挤压相比较相比较,由于热挤时单位挤压力较小由于热挤时单位挤压力较小,因此正挤压凹模和反挤压凸模可因此正挤压凹模和反挤压凸模可没有没有“工作带工作带”,即凹模孔或反挤凸模的工作部分为等截面结构。即凹模孔或反挤凸模的工作部分为等截面结构。n7.紧固件温锻紧固件温锻n7.1紧固件温锻的工艺类型与选用原则紧固件温锻的工艺类型与选用原则n 在热模锻的各种工艺类型中在热模锻的各种工艺类型中,除开式模锻外除开式模锻外,其余三种工艺类型其余三种工艺类型,即即闭式模锻、顶镦与挤压闭式模锻、顶镦与挤压,均可进行温锻均可进行温锻;热模锻各工艺类型中所用的模热模锻各工艺类型中所用的模锻设备锻设备,除平锻机为专用于热模锻的设备外除平锻机为专用于热模锻的设备外,其余各种设备均可用于温其余各种设备均可用于温锻。锻。n 温锻的工艺流程与热锻基本相同温锻的工艺流程与热锻基本相同,仅下料工序与加热工序的要求仅下料工序与加热工序的要求稍有差别。下料一般采用带锯下料稍有差别。下料一般采用带锯下料,可保证坯料的长度尺寸偏差小于可保证坯料的长度尺寸偏差小于（0.51）mm ,并可保证坯料的端面斜度小于并可保证坯料的端面斜度小于3 ? 0加热加热,一般采用中一般采用中频感应加热炉进行快速加热频感应加热炉进行快速加热,由于加热的始锻温度比热锻时低很多由于加热的始锻温度比热锻时低很多（见（见7.2条）条）,因此可保证坯料表面仅产生轻微的氧化与脱碳。因此可保证坯料表面仅产生轻微的氧化与脱碳。n 温锻的工艺类型与选用原则温锻的工艺类型与选用原则,见表见表36-12。 工艺类型工艺类型常用设备常用设备坯料形式坯料形式适用适用件件选用原则选用原则闭闭式式温温锻锻螺旋压力螺旋压力机上闭式机上闭式温锻温锻110MN螺旋压力螺旋压力机机冷拔棒料冷拔棒料采用带锯采用带锯下料下料,或热或热轧棒料采轧棒料采用带锯下用带锯下料后再用料后再用无心磨床无心磨床将外圆剥将外圆剥皮皮;批量较批量较小时小时,也可也可采用热轧采用热轧棒料用车棒料用车床下料床下料螺母螺母由于温锻件的精度接近于冷锻由于温锻件的精度接近于冷锻件的精度、远高于热锻件的精件的精度、远高于热锻件的精度度;因此因此,在自动冷镦机上不能在自动冷镦机上不能锻制的大规格紧固件和不适于锻制的大规格紧固件和不适于在自动冷镦机上锻制的高强钢、在自动冷镦机上锻制的高强钢、不锈钢紧固件应首先考虑选用不锈钢紧固件应首先考虑选用温锻工艺锻制。由于温锻的成温锻工艺锻制。由于温锻的成型力约比热锻时大型力约比热锻时大35倍倍,当当本企业由于设备能力的限制而本企业由于设备能力的限制而不能采用温锻工艺时不能采用温锻工艺时,在能保在能保证紧固件技术条件要求的前题证紧固件技术条件要求的前题下下,也可以采用始锻温度较一也可以采用始锻温度较一般热锻低的热锻工艺（见本章般热锻低的热锻工艺（见本章4.4条及条及6.3条的实例）条的实例）冲床上冲床上闭式温锻闭式温锻14MN单单点单动冲点单动冲床床温温顶顶镦镦螺旋压力螺旋压力机上温顶机上温顶镦镦110MN螺旋压力螺旋压力机机螺栓螺栓螺钉螺钉冲床上冲床上温顶镦温顶镦14MN单单点单动冲点单动冲床床温温挤挤压压螺旋压力螺旋压力机上温挤机上温挤压压110MN螺旋压力螺旋压力机机适于适于挤压挤压成型成型的紧的紧固件固件机械压力机械压力机上温挤机上温挤压压14MN冲冲床或冷挤床或冷挤压机压机n7.2温锻温度范围的选用温锻温度范围的选用n 到目前为止到目前为止,对温锻的温度范围尚无统一的规范。一般认为对温锻的温度范围尚无统一的规范。一般认为,在采在采用中频感应炉快速加热的条件下用中频感应炉快速加热的条件下,温锻的始锻温度应选定在稍低于金温锻的始锻温度应选定在稍低于金属材料尚未发生强烈氧化的温度。因为在发生强烈氧化的温度之前属材料尚未发生强烈氧化的温度。因为在发生强烈氧化的温度之前,氧化皮可起到阻碍内层金属脱碳的作用氧化皮可起到阻碍内层金属脱碳的作用,脱碳过程比氧化过程缓慢脱碳过程比氧化过程缓慢,氧氧化层内部的脱碳很轻微化层内部的脱碳很轻微;对一般锻件对一般锻件,不会导致锻件表面的脱碳层厚度不会导致锻件表面的脱碳层厚度超差。超差。n 对紧固件行业常用的低碳与中碳优质碳素结构钢（对紧固件行业常用的低碳与中碳优质碳素结构钢（15、20、30、35、40、45等）或合金结构钢（等）或合金结构钢（20Gr、40Gr等）等）,当加热温度达到当加热温度达到600700时时,只发生轻微氧化只发生轻微氧化;加热温度达到加热温度达到900950以上以上时时,开始发生强烈氧化。对于各种不锈钢开始发生强烈氧化。对于各种不锈钢,当加热温度达到当加热温度达到650700之前几乎没有氧化之前几乎没有氧化;加热温度达到加热温度达到950之前之前,只发生轻微氧化。只发生轻微氧化。因此因此,对于各种材料对于各种材料,温锻的始锻温度均可选定为温锻的始锻温度均可选定为950。n 温锻的终锻温度与始锻温度的温差一般应大于温锻的终锻温度与始锻温度的温差一般应大于200,以保证足够以保证足够的锻造时间。的锻造时间。n7.3温锻模具的结构温锻模具的结构n 各种温锻模具的总体结构与相同类型的热锻模具基本相同各种温锻模具的总体结构与相同类型的热锻模具基本相同;温挤压温挤压模具与热挤压模具的差别主要是正挤压凹模和反挤压凸模一般均设计模具与热挤压模具的差别主要是正挤压凹模和反挤压凸模一般均设计有有“工作带工作带”。n7.4温挤的工艺润滑温挤的工艺润滑n 润滑剂与润滑方式与热锻基本相同润滑剂与润滑方式与热锻基本相同;一般多采用水剂石墨乳一般多采用水剂石墨乳,用专用专用喷枪向模具表面喷涂。用喷枪向模具表面喷涂。