钛合金锻造工艺

锻造工艺概述

锻造是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、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。

锻造是机械制造中常用的成形方法。

通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、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。

锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。

钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。

锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造；其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称

1、铸造：就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料（如金属、木材、燃料、造型材料等）和设备（如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机、铸铁平板等）较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13～前10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件 ——晋国铸鼎（约270千克重）。公元8世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业**后，铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先

08级锻造工艺学复习资料

一选择题

1下列是自由锻造特点的是 (B) A 精度高 B 精度低 C生产效率高 D 大批量生产 2下列是锻造特点的是 (A)

A 省料 B生产效率低 C降低力学性能 D 适应性差 3下列是模锻特点的是 (D)

A成本低 B效率低 C 操作复杂 D 尺寸精度高 4锻造前对金属进行加热，目的是 (A)

A提高塑性 B 降低塑性 C 增加变形抗力 D 以上都不正确 5空气锤的动力是 (A)

A 空气 B电动机 C 活塞 D 曲轴连杆机构

6为防止坯料在镦粗时产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径 A 1倍 B 2倍 C 2.5倍 D 3倍 7镦粗时，坯料端面、应平整并与轴线 (A)

A垂直 B平行 C 可歪斜 D 以上都不正确

8圆截面坯料拔长时，要先将坯料锻成 (C)

A圆形 B 八角形 C方形 D 圆锥形

9利用模具使坯料变

第八章 自由锻造工艺规程编制

本章将主要介绍自由锻造工艺规程编制过程并举例进行说明。自由锻造工艺规程主要由锻件图的设计，计算锻件重量，确定坯料规格或钢锭规格；设计锻造工步，计算变形程度；确定锻造温度以及加热火次、确定锻件复杂程度；确定锻造设备、工装及工具；确定坯料加热规范、锻件冷却及热处理规范、锻件表面清理规范；确定锻件理化检验规范等等。

编制工艺过程时应注意下述两个原则

1）根据车间现有的条件，所编制的工艺技术先进，能满足产品的全部技术要求。

2）在保证优质的基础上，提高生产率，节约金属材料消耗，经济合理。

8.1.设计锻件图

锻件图是编制锻造工艺、设计工具、指导生产和验收锻件的主要依据，也是联系其它后续加工工艺的重要技术资料，它是根据零件图考虑了加工余量，锻件公差、锻造余块、检验试样及工艺卡头等绘制而成。

一般锻件的尺寸和表面粗糙度，达不到零件图的要求，锻件表面应留有一定的机械加工余量（以下简称余量）。余量的大小主要取决于：零件的形状尺寸和加工精度、表面粗糙度要求、锻件加热质量、设备工具精度和操作技术水平等。零件的公称尺寸加上余量即为锻件公称尺寸，对于非加工表面，则无需加放余量。

在锻造生产实际中，由于各种因素的影响，如终锻温度的

锻造工艺包括哪些内容

锻造是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、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。

锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、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。

锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。

钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。

锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造；其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。

锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其

钛合金精密轧制新工艺

摘 要： 随着我国经济的飞速发展以及科学技术的不断进步，我国钛合金材料以其独特的优势特点，广泛地应用到了军事、医疗等各个领域，对于推动我国的发展做出了重要的贡献。本文通过对钛合金性能特点、研究现状和生产过程技术的难点出发，对钛合金轧制的先进加工工艺进行了简要介绍。

关键词： 钛合金； 精密轧制； 新工艺。

0、引言：

金属钛作为一种稀有金属，是优质的耐蚀轻型结构材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料，这些优点使钛被称为继钢铁、铝之后崛起的“第三金属”和“战略金属”。目前钛合金的研究正向着高性能化、低成本化方向发展，但钛合金轧制加工技术还不是很成熟，其产品难以满足高端市场的需求。为了制造满足性能要求的钛或钛合金可用部件，半成品必须加工成最终形状。这要求采用与其它常用金属相似但又具有自身特点的加工成型方法。由于钛产品的初期成本已经相对较高，而人们又试图最大限度地降低加工成本，并同时希望达到其最佳性能。因此，精心选择加工路线和开发加工工艺特别重要。因此，针对钛合金轧制成型特点，论述了通过改进轧制工艺提高钛合金综合性能的方法，

1. 体积成形（锻造、热锻）：利用外力，通过工具或模具使金属毛坯产生塑性变形，发生金属材料的转移和分配，从而获得具有一定形状、尺寸和内在质量的毛坯或零件的一种加工方法。

2. 自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻压设备的上、下砧间直接使坯料成形而获得所需锻件的方法。 特点： 1、工具简单，通用性强，操作灵活性大，适合单件和小批锻件，特别是特大型锻件的生产。 2、工具与毛坯部分接触，所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备小得多，适应与锻造大型锻件。 3、锻件精度低，加工余量大，生产效率低，劳动强度大

3. 模锻：利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法。通过冲击力或压力使毛坯在一定形状和尺寸的锻模模腔内产生塑性模锻 特点： (1)锻件形状较复杂，尺寸精度高; (2)切削余量小，材料利用率高，模锻件成本较低； (3)与自由锻相比，操作简单，生产率高； (4) 设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件受到模锻设备吨位的限制，适于小型锻件的成批和大量生产。变形获得锻件 4. 锻造工艺流程：备料---加热---模锻---切边、冲孔—热处理—酸洗、清理---校正

5. 锻造用料：碳素钢和合金钢、铝、镁、铜、钛等及其合金。

《锻造工艺及模具技术》考试复习

绪 论

一、锻造加工金属零件的优势

1. 锻造的定义

锻造 —— 借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属零件的方法

2. 特点：生产率高，锻件形状尺寸稳定、加工余量少，能消除内部缺陷和提高综合力学性能。 3. 优势：锻件韧性高、金属纤维组织合理、性能与内在质量稳定。

二、锻造方法分类、作用、应用范围

分类：自由锻、模锻、特种锻。

作用：提高生产率，降低成本，提高质量。

应用范围：汽车、飞机、重机等有质量与特殊性能要求的零件。

第一章 锻造用材料

锻造用材料：主要有碳素钢、合金钢、有色金属及其合金

按加工状态分：钢锭（大型锻件），轧材、挤压棒材和锻坯（中小型锻件） 1.1 锻造用钢锭与型材

钢锭 主要缺陷：

偏析 —— 成分与杂质分布不均匀现象

夹杂 —— 不溶于金属机体的非金属化合物（非金属夹杂物） 气体 —— 残留在钢锭内部或表皮下形成的气泡

缩孔和疏松 —— 钢液冷凝收缩形成的收缩空洞、晶间空隙和气体析出的孔隙

溅疤 —— 浇注时钢液冲击模底飞溅并附着在模壁上的溅珠，与钢锭不能凝固成一体形成的疤痕锻造工艺在很

大程度上可以消除上述缺陷，提高其综合力学性能。

型材 主要缺陷：

表面缺陷 —— 划痕、折叠、发

大截面Ti 6-4 ELI坯的加工和性能

Christopher McDaniel1, Charles Bresson1, Manish Kamal1, Vasisht Venkatesh2 and Steven P.Fox2

1

TIMET, PO Box 309, Toronto, OH 43964, USA

2

TIME-HTL, PO Box 2128, Henderson, NV 89009,USA

Ti 6-4 ELI的海洋应用持续增长，如今对大横截面（125-254mm厚）材料的需求不断增加。这些新的应用，要求Ti 6-4 ELI材料具有高的强度和伸长率，以及高的韧性。我们进行了一系列小尺寸的实验室热处理试验，并测试了它们的机械性能（拉伸强度和断裂韧性）和组织性能。在实验的基础上，对各种不同截面厚度和几何形状的大尺寸产品进行了评价，确立了力学性能、组织和对超声波的反应能力。实验室和生产中得出的样品都进行了评价。在这篇文章中，我们将呈现组织特征与力学性能以及与超声波响应之间的关系。

关键词：钛（Ti），海洋工程，大截面，再结晶退火，拉伸，断裂韧性，J-整体，微观结构，超声波

1 引言

在海洋工程中，钛的使用不断增加。许多新的应用需要大

钛合金应用

1. 简介

钛是周期表中第ⅣB类元素，外观似钢，熔点达1672℃，属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富，远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。

纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是O、N、C等元素存在，会提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。

钛是容易钝化的金属，且在含氧环境中，其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此，钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性，只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定，将钛或钛合金放入海水中数年，取出后，仍光亮如初，远优于不锈钢。

钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，是目前所有工业金属材料中最高的。

液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善钛的性能，以适应不同部门的需要。例如，Ti-A1-Sn合金有很高的热稳定性，可在相当高的温度下长时间工作；以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金，可以50%~15