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(1) 自由锻:自由锻一般是指借助简单的工具,如锤、砧、型砧、摔子、冲子、垫铁等对铸锭或棒材进行镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等方式生产零件毛坯的方法。其加工余量大,生产效率低;锻件的力学性能和表面质量受生产操作工人的影响大,不易保证。这种锻造方法只适合单件或批量或大锻件的生产;不过,模锻的制坯工步有时也采用自由锻。
(2) 模锻:模锻是将坯料放入上、下模块的型槽(按零件形状尺寸加工)间,借助锻锤锤头、压力滑块或液压机活动横梁向下的冲击或压力成形为锻件的方法。模锻件余量小,只需少量的机械工(有的甚至不加工)。模锻生产,内部组织均匀,件与件之间的性能变化小,形状和尺寸主要靠模具保证,受操作人员的影响较小。模锻需要借助模具,加大了投资,因此不适合单件和小批量生产。
(3) 特种锻造:有些零件采用设备可以大幅度提高生产率,锻件的各种要求(如尺寸、形状、性能等)也可以得到很好的保证。如螺钉,采用镦头机和搓丝机,生产效率成倍增长。利用摆动辗压生产盘形件或杯形件,可以节省设备吨位,不锈钢锻件加工厂,即“用小设备干大活”。利用旋转锻造生产棒材,其表面质量高,生产效率也比其他设备高,操作方便。特种锻造有一定的局限性,特种锻造机械只能生产某一类型的产品,因此适合于生产批量大的零件。
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通常用钢材锻成的锻件在锻后的冷却速度比用钢锭锻成的锻件的冷却速度大,断面尺寸小的锻件在锻后的冷却速度比断面尺寸大的锻件的冷却速度大。
中小型碳钢和低合金钢锻件的冷却规范:一般来说,坯料的化学成分越简单,锻后冷却速度越快:反之则慢。所以对中小型碳钢和低合金钢锻件,锻后均采用空冷。
合金钢锻件的冷却规范:合金成分复杂的合金钢锻件,锻后应采用坑冷或炉冷。
工具钢和轴承钢的冷却规范:对含碳坻较高的钢(如碳家工兵钢、合金工具钢及轴承钢等),为了防止在晶界析出网状碳化物,在锻后先用空冷,鼓风或喷雾快速冷却到700℃,然后再把锻件放入坑中或炉中缓慢冷却。
无相变钢的冷却规范:对于有相变钢(如奥氏体钢、铁素体钢等),由于锻件冷却过程无相变,可采用快冷。同时,为了锻后获得单相组织,防止铁素体在475℃左右脆性大,也要求快速冷却,所以锻件锻后通常采用空冷。
空冷自淬钢的冷却规范:对这种钢,为了防止冷却过程产生白点,应按一定冷却规范进行炉冷。
汽车锻件不仅在终锻后应按照规范冷却,有时在锻造过程中也要进行冷却,叫做中间冷却,中间冷却用于加热后没有锻完的锻件(例如多火锻造大甩曲轴)、需要进行局部加热的锻件以及在锻造过程中要进行毛坯探伤或清理缺陷的锻件。锻件中间冷却规范的确定和圾终冷却规范相同。
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锻造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。锻造组织主要残留在锻件的困难变形区。锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。铸造组织残留会使锻件的性能下降,尤其是冲击韧度和疲劳性能。
局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位,不锈钢锻件生产厂,尺寸不符合图样要求。产生的原因可能是:①锻造温度低,金属流动性差;②设备吨位不够或锤击力不足;③制坯模设计不合理,坯料体积或截面尺寸不合格;④模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。
欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大,产生的原因可能是:①锻造温度低。②设备吨位不足,锤击力不足或锤击次数不足。
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,或淬火加热时局部晶粒粗大。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。
变形时由于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。