根据自由锻件的形状和成型方法,自由锻件可分为六类:饼块类、空心类、轴杆类、曲轴类、弯曲类和复杂形状类锻件。
自由锻件应用设备及工具通用性强,工具简单,只能锻造锻件形状简单,操作强度高,生产率低:
自由锻造锻件的质量从1公斤到200~300吨不等。对于大型锻件来说,自由锻造是唯一的加工方法,因此自由锻造在重型机械制造中具有重要意义。
自由锻造依靠操作员来控制其形状和尺寸。锻件精度低,表面质量差,金属消耗大。因此,自由锻造主要用于小批量生产品种多、产量小的单件,也可用于模锻前的坯料生产过程。
与其他加工方法相比,自由锻造具有以下特点:
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改善金属组织,提高机械性能。锻造后,金属材料的组织和性能得到了改善。锻造可以消除金属锭中的孔隙、缩孔和竖直缺陷,并且由于金属原因。塑性变形和再结晶可以细化粗颗粒,获得致密的金属组织,从而提高金属的机械性能。在零件设计中,如果正确选择零件的应力方向和纤维组织方向,可以提高零件的抗冲击性。
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材料的利用率很高。金属塑性的形成主要取决于金属组织的相对位置,而无须切除金属。
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高生产率。压力机和模具通常用于锻造。例如,内六角螺钉采用多站冷处理工艺加工,比杆切割效率提高400倍左右。
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锻造中使用的金属材料应具有良好的塑性,以便在外力作用下塑性变形而不破裂。铸铁是一种脆性材料,塑性差,不能用于锻造。铜、铝及其合金在钢和非铁金属中可以在冷热状态下进行压力处理。
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不适用于形状复杂的零件。锻造是在固体状态下形成的。与铸造相比,金属的流动性有限,通常需要加热和其他工艺措施。很难创造出复杂的形状或空白,尤其是复杂的内腔。
由于锻压具有上述特点,因此承受冲击或交变应力的重要零件(如机床主轴、齿轮、曲轴、连杆等),都应采用锻件毛坯加工。所以锻造加工在机械制造、军工、航空、轻工、家用电器等行业得到广泛应用。