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感应加热是在感应器通入交变电流产生的交变磁场作用下，坯料内部产生交变电势并形成交变涡流，由于毛坯电阻引起的涡流发热和磁滞损失发热，使坯料得到加热。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程根据电流频率不同，感应加热通常分为：

工频加热（f=50Hz），中频加热（f=50-1000Hz），高频加热（f1000Hz），锻造加热多采用中频加热。

1-2锻造温度范围坯料开始锻造的温度（始锻温度）和终止锻造的温度（终锻温度）之间的温度间隔，称为锻造温度范围（见表2-1）。

在保证不出现加热缺陷的前提下，始锻温度应取得高一些，以便有较充裕的时间锻造成形，减少加热次数。

在保证坯料还有足够塑性的前提下，终锻温度应定得低一些，以便获得内部组织细密、力学性能较好的锻件，同时也可延长锻造时间，减少加热火次。

但终锻温度过低会使金属难以继续变形，易出现锻裂现象和损伤锻造设备。

表1-1常用钢材的锻造温度范围:

钢类始锻温度终锻温度钢类始锻温度终锻温度碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢1200-12501150-12001050-11501050-1150800800-850750-800800-850高速工具钢耐热钢弹簧钢轴承钢1100-11501100-11501100-11501080900800-850800-850800工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程1-3.1-3.锻造温度的控制方法锻造温度的控制方法

（1）

（1）温度计法温度计法通过加热炉上的热电偶温度计，显示炉内温度，可知道锻件的温通过加热炉上的热电偶温度计，显示炉内温度，可知道锻件的温度；

也可以使用光学高温计观测锻件温度。

度；

（2）

（2）目测法目测法实习中或单件小批生产的条件下可根据坯料的颜色和明亮度不同来实习中或单件小批生产的条件下可根据坯料的颜色和明亮度不同来判别温度，即用火色鉴别法。

见表判别温度，即用火色鉴别法。

见表1-21-2表表1-21-2碳钢温度与火色的关系碳钢温度与火色的关系火色黄白淡黄黄淡红樱红暗红赤褐温度/130012001100900800700600工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程表1-3碳钢常见的加热缺陷名称实质危害防止（减少）措施氧化坯料表面铁元素氧化烧损材料；

降低锻件精度和表面质量；

减少模具寿命在高温区减少加热时间；

采用控制炉气成分的少无氧化加热或电加热等脱碳坯料表面碳分氧化降低锻件表面硬度，表层易产生龟裂过热加热温度过高，停留时间长造成晶粒大锻件力学性能降低，须再经过锻造或热处理才能改善控制加热温度，减少高温加热时间过烧加热温度接近材料熔化温度，造成晶粒界面杂质氧化坯料一锻即碎，只得报废裂纹坯料内外温差太大，组织变化不匀造成材料内应力过大坯料产生内部裂纹，报废某些高碳或大型坯料，开始加热时应缓慢升温1-4碳钢常见的加热缺陷由于加热不当，碳钢在加热时可出现多种缺陷，碳钢常见的加热缺陷见表1-3。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程1-5锻件的冷却锻件冷却是保证锻件质量的重要环节。

通常，锻件中的碳及合金元素含量越多，锻件体积越大，形状越复杂，冷却速度越要缓慢，否则会造成表面过硬不易切削加工、变形甚至开裂等缺陷。

常用的冷却方法有三种。

（1）空冷锻后在无风的空气中，放在干燥的地面上冷却。

常用于低、中碳钢和合金结构钢的小型锻件。

（2）坑冷锻后在充填有石灰、砂子或炉灰的坑中冷却。

常用于合金工具钢锻件，而碳素工具钢锻件应先空冷至650700，然后再坑冷。

（3）炉冷锻后放入500700的加热炉中缓慢冷却。

常用于高合金钢及大型锻件。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程方式特点适用场合空冷锻后置空气中散放，冷速快，晶粒细化低碳、低合金中小件或锻后不直接切削加工件坑冷（堆冷）锻后置干沙坑内或箱内堆在一起，冷速稍慢一般锻件，锻后可直接切削炉冷锻后置原加热炉中，随炉冷却，冷速极慢含碳或含合金成分较高的中、大件，锻后可切削表1-3锻件常用的冷却方式工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程第二章第二章自由锻造自由锻造自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。

自由锻造分手工自由锻和机器自由锻两种。

一、自由锻的特点应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强度大，生产率低；

自由锻可以锻出质量从不到1kg到20000t的锻件。

对大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义；

自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。

所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。

工序是指在一个工作地点对一个工件所连续完成的那部分工艺过程。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程无论是手工自由锻、锤上自由锻以及水压机上自由锻，其工艺过程都是由一些锻造工序所组成。

根据变形的性质和程度不同，自由锤工序可分为：

基本工序，如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、芯轴拔长、切割、弯曲、扭转、错移、锻接等，其中镦粗、拔长和冲孔三个工序应用得最多；

辅助工序，如切肩、压痕等；

精整工序，如平整、整形等三类。

二、自由锻的基本工序二、自由锻的基本工序1.镦粗镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。

镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。

局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。

如图2-1所示。

镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。

镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：

被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.53，否则会镦弯（图2-2a）。

工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图2-2b）。

局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.53。

镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。

坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程图2-1镦粗图2-2镦弯的产生和矫正a）完全镦粗b）局部镦粗a）镦弯的产生b）镦弯的矫正镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。

矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打（图2-3）。

如果锤头或抵铁的工作面因磨损而变得不平直时，则锻打时要不断将坯料旋转，以便获得均匀的变形而不致镦歪。

锤击应力量足够，否则就可能产生细腰形，如图2-4a所示。

若不及时纠正，继续锻打下去，则可能产生夹层，使工件报废，如图2-4b所示。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程（a）（b）（c）（a）（b）图2-3镦歪的产生和矫正图2-4细腰形及夹层的产生a）细腰形b）夹层2.拔长拔长是使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序，又称延伸或引伸，如图2-5所示。

拔长用于锻制长而截面小的工件，如轴类、杆类和长筒形零件。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程图2-5拔长a）拔长b）局部拔长c）心轴拔长（a）（b）（c）拔长的一般规则，操作方法及注意事项：

拔长过程中要将毛坯料不断反复地翻转90，并沿轴向送进操作，如图2-6a所示。

螺旋式翻转拔长如图2-6b所示，是将毛坯沿一个方向作90翻转，并沿轴向送进的操作。

单面顺序拔长如图2-6c所示，是将毛坯沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90，同样依次沿轴向送进操作。

用这种方法拔长时，应注意工件的宽度和厚度之比不要超过2.5，否则再次翻转继续拔长时容易产生折叠。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程（a）（b）（c）图2-6拔长时锻件的翻转方法a）反复翻转拔长b）螺旋式翻转拔长c）单面顺序拔长拔长时，坯料应沿抵铁的宽度方向送进，每次的送进量应为抵铁宽度的0.30.7倍（图2-7a）。

送进量太大，金属主要向宽度方向流动，反而降低延伸效率（图2-7b）。

送进量太小，又容易产生夹层（图2-7c）。

另外，每次压下量也不要太大，压下量应等于或下于送进量，否则也容易产生夹层。

（a）（b）（c）图2-7拔长时的送进方向和进给量a）送进量合适b）送进量太大、拔长率降低c）送进量太小、产生夹层工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程锻件拔长后须进行修整，修整方形或矩形锻件时，应沿下抵铁的长度方向送进，如图2-8a所示，以增加工件与抵铁的接触长度。

拔长过程中若产生翘曲应及时翻转180轻打校平。

圆形截面的锻件用型锤或摔子修整。

如图2-8b所示。

（a）（b）图2-8拨长后的修整a）方形、矩形面的修整b）圆形截面的修整由大直径的坯料拔长到小直径的锻件时，应把坯料先锻成正方形，在正方形的截面下拔长，到接近锻件的直径时，再倒棱，滚打成圆形，这样锻造效率高，质量好。

锻制台阶轴或带台阶的方形、矩形截面的锻件时，在拔长前应先压肩。

压肩后对一端进行局部拔长即可锻出台阶。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程（6）拔长时易产生的缺陷及防止措施表面横向裂纹与角裂这类缺陷常在锻造低塑性材料时出现，其开裂部位主要是受拉应力作用，而造成这种拉应力的原因是由于送进量过大，同时压缩量过大引起。

而角裂除了变形原因外，因角部温度散失快，产生温度应力，增加了拉应力的附加值。

防止措施：

操作时主要控制送进量和一次压下变形量；

对角部还应及时进行倒角，以减少温降，改变角部的应力状态。

表面折叠表面折叠分为横向折叠与纵向折叠。

折叠属于表面缺陷，一般经打磨后可去除，但较深的折叠会使锻件报废。

表面横向折叠的产生主要是送进量与压下量不合适引起，当送进量小于压下量的一半时易产生这种折叠。

使每次送进量与单边压缩量之比大于1-1.5.表面纵向折叠是在采用单面压缩法拔长时，毛坯压缩的太扁（宽度b与高度h之比大于2.5），翻转90再压，坯料发生弯曲，继续压缩时形成的。

减小压缩量，使每次压缩后的坯料b与h之比小于2-2.5。

工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程工艺培训教程内部横向裂纹主要是由于相对送进量太小，拔长时变形区出现双鼓形，而轴心部位受到轴向拉应力的作用，从而引起中心裂纹。

适当增大相对送进量，控制一次压下量。

内部纵向裂纹主要是在平砧上拔长圆截面坯料时，拔长进给量很大，压下量相对较小，金属沿轴向流动小，而横向流动大。

选择合理的进给量，使金属沿轴向流动大于横向流动。

对角线裂纹这类裂纹常发生在塑性较差的材料中，或温度已降到终锻温度以下的方截面坯料拔长过程中