锻造是什么意思？锻造工艺有哪几种？优缺点分析

1 锻造是什么意思

锻造是在加压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件(或毛坯)并改善其组织和性能的加工方法。《中国冶金百科全书·金属塑性加工》指出锻造是用锤击或压制的方法对坯料施加压力，使之产生塑性变形的金属塑性加工方法。

锻造的主要原材料为金属棒料、铸锭等。这些原材料在其冶炼、浇注和结晶 过程中，不可避免地会产生气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，因而，铸造工艺很难 制造出能胜任需要承受冲击或交变应力的工作环境的零部件(例如传动主轴、齿 圈、连杆、轨道轮等)。但是，金属棒料或铸锭在经过锻造加工后，其组织、性 能均能得到有效的改善和提高。同时，由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大 晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高锻件的力学性能。此外，在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，还可以提高锻件的抗冲击性能。

2 锻造工艺的优缺点

锻造工艺的优点如下：

①通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件;

②相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制板材、型材或焊接件外，一般多采用锻件。

锻造工艺的缺点如下：

①锻件通常采用实心锻制，材料、机加工成本高，如某锻件厂蒸汽发生器水 室封头的毛坯质量约为270t，零件最终交货质量约为40t;

②锻制设备成本相比铸造设备更高;

③锻 件模具成本相比铸件模具更高。

3 锻造工艺分类

根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要 可分为自由锻、模锻、辗环。

(1)自由锻：自由锻是指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧之间直接对坯料 施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方 法。自由锻以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进 行成形加工，以获得合格锻件。

(2)模锻：模锻是指金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一 般用于生产重量不大、批量较大的零件。

(3)辗环：辗环，又称为环形轧制，是借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形，进而 实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。辗压扩孔时的应力应 变和变形流动情况与芯轴扩孔相同，其特点是：工具是旋转的，变形是连续的， 辗压扩孔时一般压下量较小，故具有表面变形的特征。 辗环是连续局部塑性成型工艺，是轧制技术和机械制造技术的交叉与结合， 与传统的自由锻工艺、模锻工艺等相比，辗环可大幅度降低设备吨位和投资，具 有振动冲击小、节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点，属于无缝环件 的先进加工技术，在航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等诸多工业领 域日益得到广泛应用。

以上是关于锻造的定义及其相关知识的分享，获取更多信息请关注三个皮匠报告的行业知识栏目

来源：军工锻造行业深度报告：千锤百炼锻精品国防建设助发展-220715（36页）.pdf

推荐阅读：

什么是航空锻造？国内外航空锻造先进技术介绍

航空发动机锻造行业深度报告：军民市场空间广阔高壁垒赛道业绩加速-211219（67页）.pdf

信达生物-十年砺剑锻造集成平台创新厚积薄发剑指全球化biopharma-20220326（82页）.pdf