第四节　特种锻压

第四节　特种锻压

特种锻压是在普通锻压工艺基础上发展和推出的，以满足高速发展的工业对锻件生产的要求，使锻件更多地直接成为零件，实现少切削和无切削加工，且生产过程机械化、 自动化。

一、特种锻造

1.精密模锻

精密模锻是在模锻设备上直接锻造出形状复杂、尺寸精度高的锻件。与普通模锻相比，精密模锻生产的锻件可实现少、无切削加工，且材料利用率提高2～3倍。精密模锻分为冷锻、温锻和热锻，锻造时需有相应的工艺措施保证，如坯料严格下料；采用无氧化火焰或电加热；严格控制模具温度、锻造温度及冷却条件等工艺；模具的设计与制造精确，且模膛的精度比锻件精度高两级，有可靠的导向装置和顶出装置。

2.粉末锻造

粉末锻造是粉末冶金和精密模锻相结合的新技术，可锻制出复杂的精密锻件。锻造时坯料在模膛的变形是压实和塑性变形的有机结合，变形抗力有效降低，锻件的力学性能大大提高。粉末锻造的工艺过程是：配制金属粉末—混粉——冷压制坯——少、无氧化焰加热—模锻（压力机或高速锤）——锻件。粉末锻造主要适用于重要的受力构件的生产。

3.摆动辗压

摆动辗压是坯料在有摆角的上模旋转挤压下连续局部变形而获得锻件的加工方法（如图3-35所示）。摆动碾压时坯料的变形只在坯料内的局部产生，且使此塑性变形区随模具沿坯料做相对运动，使整个坯料逐步变形，这样就大大降低了锻压力和设备吨位容量，从而可以用较小吨位的锻压设备辗压出大截面饼类零件。摆动辗压主要适用于生产回转体的轮盘类或带法兰的半轴类锻件。

特种锻造广泛应用的还有辊轧（辊锻、斜轧、横轧、辗环）、挤压（正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压）、拉拔和径向锻造等。

二、特种冲压

1.精密冲裁

精密冲裁是采用强力压边精冲而获得剪切面粗糙度值小、尺寸精度高的冲压件的加工方法。其工艺特点是在冲裁过程中工件和条料在最后分离前始终保持为整体，从而使冲压件的结构极限尺寸极小。精冲——半冲孔复合工艺就是利用这一特点而派生出的新工艺（如图3-36所示）。

2.旋压成形

旋压成形是利用坯料随芯模旋转（或旋压工具绕坯料与芯模旋转）和旋压工具与芯模相对进给，使坯料受压连续变形而获得冲压件的加工方法（如图3-37所示）。旋压是在专用旋压机上进行的。旋压加工可批量加工筒形、卷边等旋转体冲压件和一些形状复杂或高强度难变形材料，如薄壁食品罐、涡轮轴等。

3.超塑性成形

超塑性成形是利用材料在特定的组织条件、温度条件和变形速度下变形所呈现的超塑性而进行成形加工的方法。超塑性成形扩大了适合锻压生产的金属材料的范围，并可锻出精度高，甚至不加工的零件，为实现少、无切削锻件加工又开辟了一条新路。目前用于超塑性成形的材料主要有锌铝合金、铝基合金、铜合金、钛合金和高温合金。

目前超塑性成形方法主要有超塑性板料拉深、超塑性板料气压成形和超塑性模锻、超塑性挤压等。

4.高速高能成形

高速高能成形是在极短时间内，将化学能、电能、电磁能或机械能传递给被加工的金属材料，使之迅速成形的加工方法。高速高能成形由于成形速度高，加工时间短，因此可以加工锻造工艺性差的材料，且加工精度高。其主要加工方法有利用高压气体作介质，借助触发机构，使坯料在高速冲击下成形的高速锤成形及利用炸药爆炸时产生的高能冲击波，通过不同介质使坯料产生塑性变形的爆炸成形（如图3-38所示）和利用在液体介质中高压放电时所产生的高能冲击波，使坯料产生塑性变形的电液成形（如图3-39所示）及利用电流通过线圈所产生磁场的磁力作用，使坯料产生塑性变形的电磁成形（如图3-40所示）。