页数：105页文件大小：2.96 MB来源： 锻造工艺过程及模具设计-胡亚民华林ppt课件
本课件讲解模锻的后续工序，包括切边与冲孔的方式及模具结构、切边压力中心与模具闭合高度，以及校正、精压、表面清理等工序的作用与工艺要点，最后介绍锻件品质检验的内容与方法。
第9章模锻的后续工序
第9章模锻的后续工序
模锻工序并不是锻件生产的最后的工序。–开式模锻件上的飞边，带孔锻件中的连皮，均需切除；
–为了消除模锻件的残余应力、改善其组织和性能，需要进行热处理；–为了清除锻件表面氧化皮，便于检验表面缺陷和进行切削加工，要进行表面清理；
第9章模锻的后续工序（续）
–锻件在出模、切边、热处理、清理过程中若有较大变形，应进行校正；
–对于精度要求高的锻件，则要进行精压；
最终还要检验锻件的品质。
第9章模锻的后续工序（续）
后续工序对锻件品质有很大影响，尽管模锻出来的锻件品质好，若后续工序处理不当，仍会造成废、次品。
后续工序在整个锻件生产过程中所占的时间常常比模锻工序长。
这些工序安排得合理与否，直接影响锻件的生产率和成本。
9.1 切边与冲孔
切边与冲孔9.1.1切边和冲孔的方式及模具类型切边和冲孔通常在切边压力机或摩擦压力机上进行，对于特大的锻件（如100kN(10吨)以上锤生产的锻件）可采用液压机切边。
切边模和冲孔模主要由冲头（凸模）和凹模组成。
切边时，锻件放在凹模洞口上，在冲头的推压下，锻件的飞边被凹模剪切，同锻件分离。
9.1 切边与冲孔
由于冲头、凹模之间有间隙，在剪切过程中伴有弯曲、拉伸现象。通常切边冲头推压锻件，只起传递压力的作用，而凹模的刃口起剪切作用。
但有时冲头与凹模同时起剪切作用。冲孔时，情况相反，冲孔凹模只起支承锻件的作用，冲孔冲头起剪切作用。
9.1 切边与冲孔（续）
切边和冲孔分为热切、热冲和冷切、冷冲两种。
锻件在热态下切边和冲孔，具有较好的塑性，不易产生裂纹。
冲切时锻件走样小，凸凹模的调整和修配比较方便。
切边凹模的结构及尺寸
切边凹模的结构及尺寸切边凹模有整体式和组合式两种。
组合式凹模由两块以上的凹模模块组成，制造比较容易，热处理变形小，便于修磨、调整、更换，多用于大型或形状复杂的锻件。
9.1.2切边模
切边凹模的结构及尺寸
组合式切边凹模刃口磨损后，可将各分块接触面磨去一层，修整刃口恢复使用。
切边凹模的刃口轮廓线按锻件图在分模面上的轮廓线制造，如热切则按热锻件图,冷切则按冷锻件制作。
切边凹模的结构及尺寸（续）
凹模刃口与锻件配合过紧，锻件放入凹模困难，切边时锻件上的一部分敷料会连同飞边一起切掉，引起锻件变形或产生毛刺，影响锻件品质。
若凹模与锻件之间空隙太大，则切边后锻件上有较大的残留毛刺。
切边凹模的结构及尺寸（续）
凹模落料口有三种形式，直刃口斜刃口第三种形式如图9.1。
凹模体用铸钢浇注而成，刃口则用模具钢堆焊。
图9.1凹模刃口形式
切边凹模的结构及尺寸（续）
为了使锻件平稳地放在凹模洞口上，刃口顶面应做成凸台形式。切边凹模的结构和尺寸可参阅图9.2确定。
Bmin为最小壁厚，Hmin为凹模许可的最小高度。E应等于（或小于）终锻模膛前端至钳口的距离。
等于飞边槽桥部宽度b或b减（1~2）mm。
切边凹模的结构
切边凹模的结构
切边冲头设计
2)切边冲头设计及固定方法切边冲头与锻件需有一定的接触面积（推压面），且形状吻合，不均匀接触或推压面太小，切边时锻件因局部受压发生弯曲、扭曲和表面压伤等缺陷。
为了避免啃坏锻件的过渡断面处，还应在该处留出空隙△(图9.3）。
切边冲头与锻件间的空隙
切边冲头与锻件间的空隙
切边冲头与锻件间的空隙
冲头不需要与锻件所有接触面接触，可适当简化或将锻件形状简单的一面作为切边承压面，如图9.4所示。切边时冲头、凹模之间的间隙过大，不利于冲头、凹模对准，易产生偏心切边和残余毛刺；
间隙过小，飞边不易从冲头上取下，冲头、凹模有可能互啃。图9.4锻件承压面的选取
切边冲头与锻件间的空隙（续）
对于凹模起切刃作用的凸凹模间隙δ，根据垂直于分模面的锻件横截面形状及尺寸不同，按图9.5确定。
图9.5切边凸凹模的间隙
切边冲头与锻件间的空隙（续）
如图9.5 c，如间隙δ太大，切边时有残留毛刺。为此，冲头应按图示形式与锻件配合。
对于凸凹模同时起切刃作用的凸凹模间隙，其数值可按下式计算式中：δ——凸凹模单边间隙；t——切边厚度；
k——材料系数。钢、钛合金、硬铝k=0.08～0.1铝、镁、铜合金k=0.04～0.06=k t
切边冲头与锻件间的空隙（续）
为便于模具调整，沿整个轮廓线间隙应按最小值取成一致。
冲头下端不可有锐边，应从s和s1高度（图9-5 b，c）削平。
削平后的宽度b，小型锻件为1.5～2.5mm，中型锻件为2～3mm，大型锻件为3～5mm。
切边冲头与锻件间的空隙（续）
用楔将冲头燕尾直接紧固在滑块上，前后用中心键定位。如图9.6a）所示。
利用压力机的紧固装置直接将冲头尾柄紧固在滑块上，如图9.6 b）所示。对于特别大的锻件，可用压板、螺栓将冲头直接紧固在滑块上，如图9.6 c）所示。
图9.6冲头直接紧固在滑块上
切边冲头与锻件间的空隙（续）
3)模具闭合高度切边结束时，上下模具的高度称为模具闭合高度(H闭)。它与切边压力机的闭合高度有关，应满足：式中：H最小——压力机最小闭合高度；
H最大——压力机最大闭合高度；H垫——垫板厚度。
卸飞边装置
4)卸飞边装置当冷切边的间隙δ小于0.5mm、热切边的间隙δ小于1mm时，要在切边模上设置卸飞边装置。卸飞边装置有刚性和弹性（如图9.7）两种。
刚性卸飞边装置是常用的卸飞边结构，适用于中小锻件的冷、热切边。适用于大中锻件的冷、热切边的爪形卸飞边装置，结构简单，应用较多。
卸飞边装置
当高的锻件切飞边时，采用装设于支承管上的刚性刮板将会使冲头过长。为了减小冲头的长度可不使用支承管，将刮板装在弹簧上(如图9-7)。
在压机工作行程中，冲头肩部压下刮板。使用这种结构时，可使冲头的高度减小。
其减小值与弹簧的压缩值相同。在工作行程终端，刮板在最低位置时，刮板与凹模的距离要大于飞边厚度。
弹性卸飞边装置
弹性卸飞边装置
弹性卸飞边装置
如开式模锻件是圆形，其直径尺寸小于300mm大于26mm，切除飞边时，只需在冲头上加工出一个偏心槽，形状和尺寸如图9-8。
在切飞边过程中，切去的废料自动从圆柱体凸模刃口上方的偏心槽掉下。
自动卸飞边装置
自动卸飞边装置
自动卸飞边装置
5)低塑性镁合金及薄边锻件切边模结构特点低塑性镁合金，如MB15，对拉应力极为敏感，用一般的切边模切边时，由于冲头、凹模之间的间隙，极易产生裂纹。
采用图9-9所示的切边模结构，可避免上述缺陷。
镁合金锻件对咬式切边模
镁合金锻件对咬式切边模
镁合金锻件对咬式切边模
6)切边压力中心欲使切边模合理工作，应使切边时金属抗剪切的合力点（即切边压力中心）与滑块的压力中心重合。
9.1.3 冲孔模和切边
冲孔模和切边冲孔复合模冲孔凹模起支承锻件作用，锻件以凹模的凹穴定位，其垂直方向的尺寸按锻件上相应部分的公称尺寸确定，凹穴的最大深度不必超过锻件的高度。
9.1.3 冲孔模和切边
凹穴水平方向的尺寸，在定位部分（图9.11中的c尺寸）的侧面与锻件间应有间隙△，△＝（e／2+0.3～0.5）mm，e为锻件在该处的正偏差，在非定位部分（图9.19中的B尺寸），间隙△1可比△大一些，取△1=（△+0.5）mm。
该处制造精度也可低一些。
图9.11冲孔凹模尺寸
9.1.3 冲孔模和切边（续）
2)切边冲孔复合模切边冲孔复合模的结构与工作过程如图9-12。
压力机滑块处于上死点，拉杆5托住托架6，使横梁15及顶件器12处于最高位置，将锻件置于顶件器上。
滑块下行时，拉杆与冲头7同时向下移动，托架、横梁、顶件器及其上的锻件靠自重也向下移动。
9.1.3 冲孔模和切边（续）
当锻件与凹模9的刃口接触后，顶件器继续下移，与锻件脱离，直到横梁15与下模板16接触。
拉杆继续下移，到达下死点前，冲头推压锻件，将飞边切除，进而锻件冲头13冲落内孔连皮，锻件落在顶件器上。
切边冲孔复合模
切边冲孔复合模
切边冲孔复合模
滑块向上移动，冲头与拉杆同时上移一段距离后，其头部与托架接触，然后带动托架、横梁与顶件器一起上移，将锻件顶出凹模。
生产批量不大的情况下，可采用简易切边、冲孔复合模。
在一般的切边模上增加一个活动的冲子，用来冲除内孔的连皮。
9.2.1 校正
校正在锻压生产工序及工序之间的运送过程中，由于冷却不均、局部受力、碰撞等各种原因可能使锻件弯曲、扭转，当变形量超出锻件图技术条件的允许范围时，必须校正。
热校正可以在锻模的终锻模膛内进行。
利用校正模校正还可使锻件在高度方向因欠压而增加的尺寸减小。
9.2.1 校正
1)热校正与冷校正表9-1热校正和冷校正应用说明校正方法一般用于中、大型锻件，高合金钢锻件，高温合金和钛合金锻件以及容易在切边、冲孔时变形的复杂形状锻件通常与模锻同一火次并在切边、冲孔后进行。小批量生产时，在锻模终锻模膛内进行；大批量生产时，在校正设备（螺旋压力机、油压机等）的校正模内进行；
还可在切边压力机上的复合式或连续式切边一校正、冲孔一校正模具内进行。热校正适用于结构钢、铝合金、镁合金的中小型锻件以及容易在冷切边、冷冲孔、热处理和滚筒清理过程中产生变形的锻件一般安排在热处理和清理工序后进行。主要在锻锤、螺旋压力机、曲柄压力机、油压机等设备的校正模中进行；
有些锻件冷校正前需进行正火或退火处理，防止产生裂纹。冷校正
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校正模膛设计特点
校正模膛设计特点校正模的模膛根据校正用的冷、热锻件图设计。但模膛的形状并不一定要求与锻件形状完全吻合，应力求形状简化、定位可靠、操作方便、制造容易。
图9.13是简化校正模模膛的例子。曲轴、凸轮轴之类的复杂形状锻件，往往需从两个方向（互成90°）在两个模膛内进行校正。
简化校正模模膛形状举例
简化校正模模膛形状举例（a）将不对称锻件制成对称模膛；（b）将锻件局部复杂的形状制成较简单的形状；
（c）将形状复杂的连杆锻件大头部分制成敞开的两个平行平面；（a）（b）（c）
校正模膛设计
校正模膛设计的特点如下：①为便于取放锻件，校正模膛水平方向与锻件侧面之间要留空隙，其大小约为锻件水平尺寸正偏差之半。②模膛沿分模面的边缘应做成圆角。
③校正模应有足够的承击面面积。当用螺旋压力机校正时，校正模的承击面面积为1~1.3cm2/10kN。
校正模膛设计
④小锻件在锤或螺旋压力机上校正时，校正模的模膛高度应等于锻件的高度；
大、中型锻件，因可能欠压量较多，校正模膛的高度可比锻件高度小，其高度差与锻件高度尺寸的负偏差相等。
如在曲柄压力机上校正时，在上下模之间(即分模面上)应留有1～2mm间隙，防止卡死。
9.2.2 精压
精压精压是对已成形的锻件或粗加工的毛坯进一步改善其局部或全部表面粗糙度和尺寸精度的一种锻造方法，其优点如下：
9.2.2 精压
①提高锻件的尺寸精度、减小表面粗糙度。
钢锻件经过精压，其尺寸精度可达±0.1 mm，表面粗糙度可达Ra＝2.5μm以下；
有色金属锻件经过精压后，其尺寸精度可达±0..05 mm，表面粗糙度可达Ra＝0.63~1.25μm。
9.2.2 精压（续）
②精压可全部或部分代替零件的机械加工，节省机械加工工时，提高生产率，降低成本。
③精压可减小或免除机械加工余量，使锻件尺寸缩小，降低了原材料消耗。
④精压使锻件表面变形强化，提高零件的耐磨性和使用寿命。
精压的分类
精压的分类根据金属的流动特点，可将精压分为平面精压和体积精压两类，见表9-2。
原表为粘连文本，未还原真表格，建议人工核对后补充。
精压的分类
对于数对平面精压时易引起杆部或腹板弯曲的零件，在设计模具时，应采用分头精压、减小精压余量或在模具中增加防弯曲装置等措施。形位公差要求高的零件，不宜采用。一般在精压机上进行；也可在曲柄压力机或油压机上进行；
如设计限止行程的模具，也可在螺旋压力机上进行在两精压平板之间，对锻件上的一对或数对平行平面加压，使变形部分获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。金属在水平方向自由流动平面精压大多在热态或半热态下进行。但也可在冷态下进行，冷态多用于有色合金或钢精密模锻后的冷精整工序同上。除精压机外，用其他锻压设备进行体积精压时，为克服弹性变形对高度尺寸的影响，可采用精密垫板微调模锻件整个表面都受压挤而发生少量变形，多余金属压挤出模膛，在分模面上形成毛刺。
体积精压后，锻件所有尺寸精度都得到提高，但变形抗力较大。体积精压
精压的分类（续）
2)精压件平面的凸起平面精压后，精压件平面中心有凸起现象，如图9.14。单面凸起的高度可达0.13～0.5 mm。
其原因是由于接触摩擦引起精压面上的应力呈角锥形分布，如图9.15，精压模和锻件产生不均匀弹性变形。图9.14平面精压时工件的变形图9.15精压面上的应力分布
精压的分类（续）
为减小平面凸起，可采取以下措施：①冷精压前先热精压一次，减小冷精压余量；
②多次精压；
③减小精压平板表面粗糙度，采用良好的润滑措施；
精压的分类（续）
④减小精压面的受压面积，使精压面的应力分布趋于均匀。
如对中间有机械加工孔或凹槽的精压面，可在模锻时将孔或凹槽压出；
⑤选用淬硬性高的材料做精压平板。
精压的分类（续）
3)精压余量d/h (d—精压平面直径；
h—精压平面高度)精压面积/cm24~82~4＜2毛坯精度级别热精压普通精度高精度热精压普通精度高精度热精压普通精度高精度0.250.300.450.500.600.700.800.250.300.350.450.
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体积精压余量
体积精压余量体积精压余量原则上可参照平面精压余量确定。
冷精压一般可在粗锻模膛高度方向留0.3～0.5 mm余量，粗锻模膛的水平尺寸要比体积精压模膛小。
体积精压余量
热精压情况下，粗锻模膛高度方向留0.4～0.6mm余量，粗锻模膛水平尺寸可取和精压模膛一样。
有时可利用精锻模，使粗锻件模锻时欠压一定数值作为精压余量。
为了使粗锻件的精压余量不至于太大，通常将粗锻件的精度比普通模锻件提高一级。
精压力的计算
4)精压力的计算精压力F可按下面公式计算：式中F——精压力（N）；
p——平均单位压力（N／cm2），参考有关资料；
A——锻件精压时的投影面积（cm2）。
9.3 表面清理
表面清理9.3.1表面清理的方法对模锻作进行表面清理的目的是：（1）去除氧化皮和其它表面缺陷（裂纹、折痕等），提高表面品质，改善切削加工条件。
显露表面缺陷
显露表面缺陷，以便检查表面品质。
（3）给冷精压和精密模锻提供有良好表面品质的精压毛坯。
坯料和锻件的清理方法见表9-5。
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坯料和锻件的清理方法
适用范围缺点优点方法坯料或锻件废液污染，工作环境差大批量；可保持坯料或锻件的原形；可发现表面缺陷酸洗质量小于6kg的坯料或锻件锻件的棱角被磨去；可能会变形大批量；
成本低干法滚筒清理质量小于6kg的锻件；若零件尺寸精度不高；可用作最后加工工序锻件的棱角被磨去；可能会变形大批量；
表面粗糙度于研磨相当；成本低湿法滚筒清理锻件清理成本低大批量；可保持坯料或锻件的尺寸喷砂，喷丸表面质量、尺寸精度要求较高的坯料成本高；浪费原材料同时去掉氧化皮和脱碳层车削要求去掉氧化皮、脱碳层且尺寸精度较高的坯料成本高同时去掉氧化皮和脱碳层无芯磨加热后去掉坯料氧化皮氧化皮清除不彻底成本低淬冷水，镦粗表9.5坯料和锻件的清理方法
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坯料和锻件的清理方法（续）
清除原材料、中间坯料和锻件上局部表面缺陷的方法有：风铲清理、砂轮清理。
清理后工件表面的凹槽应圆滑，凹槽宽高比（l/h）应大于5（见图9.16）。
图9.16清理后工件表面的凹槽
坯料和锻件的清理方法（续）
模锻前清理热坯料氧化皮的方法有用钢丝刷、刮板、刮轮等工具清除，或用0.2~0.5m/s速度的高压水（15~20MPa）向坯料喷射。坯料表层上的氧化皮遇冷急剧收缩而裂开，并被高压水冲走。
高压水清理适用于断面尺寸较大（50~150mm）的热坯料。这种方法效率高，清理效果好，但需建造高压水水泵站，费用大。
坯料和锻件的清理方法（续）
锤上模锻时制坯工步可去除部分热坯料上的氧化皮。大型模锻件在锻模中应先轻击、移开坯料、用压缩空气将击落的氧化皮吹掉，再进行重击模锻。
为了使氧化皮容易在变形工序中脱落，热坯料出炉后，可先在冷水中浸沾2～3 s，使氧化皮骤冷破裂和变脆。对于模锻后或热处理后锻件上的氧化皮，生产中广泛使用的清理方法有：滚筒清理、喷砂（丸）清理、抛丸清理以及酸洗。
坯料和锻件的清理方法（续）
锻件在旋转的滚筒中，靠相互碰撞或研磨以清除工件上的氧化皮和毛刺。设备简单，使用方便。
噪音大，适用于能承受一定撞击而不易变形的中小型锻件。9.3.2滚筒清理
坯料和锻件的清理方法（续）
滚筒清理分为无磨料滚筒清理和有磨料滚筒清理两种。
前者不加入磨料，可加入直径为10~30mm的钢球或三角铁等，靠这些钢球或三角铁等相互碰撞清除氧化皮；
后者要加入石英石、废砂轮碎块等磨料和苏打、肥皂水等添加剂，主要靠研磨进行清理。
坯料和锻件的清理方法（续）
喷砂或喷丸都以压缩空气为动力。
喷砂的工作压力为（0.2～0.3）MPa，喷丸的工作压力为（0.5～0.6）MPa，将粒度为1.5～2mm的石英砂或粒度为0.8～2mm的钢丸，喷射到锻件上，打掉氧化皮。
9.3.3喷砂（丸）清理
坯料和锻件的清理方法（续）
喷砂清理灰尘大、生产率低、费用高，多用于清理有特殊技术要求的锻件和特殊材料的锻件，如不锈钢、钛合金锻件。
喷丸较干净，但生产率较低。
坯料和锻件的清理方法（续）
抛丸清理是靠高速转动叶轮的离心力，将钢（铁）丸抛射到锻件上去除氧化皮。钢丸用含碳0.5%～0.7%、直径为0.8～2mm的钢丝切断制成，切断长度一般等于钢丝直径，淬火后硬度为60~64RC。
抛丸清理生产率高，比喷砂清理高1～3倍，在锻件表面上可能打出印痕，清理品质较好，但噪音大。9.3.4抛丸清理
坯料和锻件的清理方法（续）
喷丸和抛丸清理，在击落氧化皮时，使工件表面强化。
对于经淬火或调质处理的锻件，使用大粒度钢丸，加工强化程度尤为显著，硬度可提高30%～40%，硬化层厚度可达0.3～0.5mm。
坯料和锻件的清理方法（续）
喷砂或使用小粒度钢丸，由于动量小，加工强化微弱。
喷砂、喷丸和抛丸这三种方法清理后的锻件，表面裂纹等缺陷可能被掩盖，容易造成漏检。
坯料和锻件的清理方法（续）
碳素钢和合金钢锻件使用的酸洗溶液是硫酸或盐酸。
在硫酸酸洗过程中，进行最快的化学反应是硫酸与基本金属铁和氧化皮内层铁粒子的化学反应（见反应式9-1），其次是硫酸与氧化皮内层的氧化亚铁的化学反应（见反应式9-2）：Fe+H2SO4→FeSO4+2H（9—1）FeO+H2SO4 →FeSO2+H20（9—2）9.3.5酸洗清理
坯料和锻件的清理方法（续）
生成的氢和易溶的硫酸亚铁FeSO4，使氧化皮从基体金属表层脱落。
为了防止氢原子（或离子）扩散渗入基体金属导致锻件表层产生氢脆，也为了防止氢气从酸液中逸出形成酸雾、污染空气，在硫酸溶液中应添加适量的添加剂(NaCl、KC（磺化牲畜血）或“54”号酸洗抗蚀剂)等，以减缓硫酸与基本金属铁和氧化皮内层铁粒子的的反应速度。
坯料和锻件的清理方法（续）
盐酸酸洗过程与硫酸酸洗过程不同，氧化皮的清除主要靠其在盐酸溶液中的溶解。
盐酸酸洗过程中的化学反应，按其反应速度的快慢依次为：Fe2O4+8HCl→2FeCl3+FeCl+4H20（9-3）Fe2O3+6HCl→2FeCl2+3H2O（9-4）FeO+2HCl→FeCl2+H2O（9-5）Fe+2HCl→FeCl2+H2（9-6）FeCl3+H→FeCl2+HCl（9-7）
坯料和锻件的清理方法（续）
基体金属与盐酸的反应（9-6），相对于氧化皮的溶解比较慢，在使用添加剂（Kc，“54”牌酸洗抗蚀剂等）的情况下，还可显著减慢。氢的生成量和扩散渗入量也显著减小，而且对酸洗速度影响不大。
因此，盐酸酸洗不会产生氢脆。酸洗后工件表面品质也好。
坯料和锻件的清理方法（续）
目前只在对氢脆敏感的高强度合金结构钢酸洗时，才采用盐酸酸洗。
高合金钢和有色合金需要使用多种酸混合溶液进行酸洗，有时还须使用碱一酸复合酸洗。
酸洗清理的表面品质
酸洗清理的表面品质高，清理后锻件的表面缺陷（如发裂、折纹等）显露清晰，便于检查。
对锻件上难清理的部位，如深孔、凹槽等比较有效，而且锻件也不会产生变形。
一般酸洗后锻件表面比较粗糙，呈灰黑色，有时为了提高锻件非切削加工表面品质，酸洗后再进行抛丸等机械方法清理。
9.4 锻件品质检验
锻件品质检验锻件品质检验的主要任务是，鉴定锻件的品质、分析缺陷产生的原因和可以采取的预防措施。
9.4.1 锻件品质检验
锻件品质检验为了保证锻件品质满足设计所要求的各项指标，需对锻件作品质检查。
9.4.1 锻件品质检验
1．化学成分检查一般锻件不进行化学成分检查。
如要检查，可从锻件上切下一些切屑，用化学分析或光谱分析法检验化学成分。
2．外观尺寸检查采用目测、样板或划线的方法，检查锻件的表面缺陷，形状误差和尺寸大小，确定锻件可否需要机械加工。
9.4.1 锻件品质检验（续）
3．宏观组织检查宏观组织检查又称低倍检查，是用肉眼或不大于10倍的放大镜，检查锻件表面或断面上所存在的缺陷，如偏析、白点、非金属夹杂、裂纹、过热、过烧等。
其主要方法有；
硫印、热酸浸、冷酸浸和断口、塔形车削等。
9.4.1 锻件品质检验（续）
4．显微组织检查显微组织检查即金相检查，是在光学显微镜下观察、辨认和分析锻件的微观组织状态、分布情况和各种微观缺陷，如脱碳、折纹、过烧等。
金相检查除了检查微观组织，也能显示偏析及一些化合物分布，并可进行晶粒度和非金属夹杂评级、确定表面淬透性和渗碳层深度等。
9.4.1 锻件品质检验（续）
5．力学性能检查锻件的力学性能检查包括检查硬度、确定强度（σb、σ0.2）、塑性（δ%、ψ%）韧性（ak）等的具体指标。
为了了解在持久载荷作用下的性能和受交变载荷作用的能力，还要作持久、高温蠕变和疲劳试验。
9.4.1 锻件品质检验（续）
6．残余应力检查当锻件内部存在过大的残余应力时，不但机械加工时由于残余应力失去平衡而使工件变形，影响装配，而且在使用过程中由于残余应力和工作应力叠加也会造成零件失效，损坏整台机器。
因此某些重要锻件，如发电机护环技术条件规定残余应力不得超过屈服强度的20%。
9.4.1 锻件品质检验（续）
测量残余应力目前生产中常用的方法是切环法，即在锻件上切取应力环，准确测量切环前后应力环尺寸的变化，然后按应力应变关系，算出残余应力的大小。式中D——切环前应力环的平均外径；
——切环后应力环的平均外径；——钢的弹性模数。
9.4.1 锻件品质检验（续）
7．超声波检验超声波能迅速而准确地发现锻件表层以内的宏观缺陷，如裂纹、夹杂、缩孔、白点以及气泡的形状、位置和大小，但对缺陷性质不易判断，必须配合以标准试块、或积累经验进行推断。
9.4.1 锻件品质检验（续）
被检验表面要求有Ra=（6.3～1.6）μm的粗糙度。
超声波检验一般用于大型锻件的品质检验，因为超声波可以穿透以米计的深度。
锻件太小或太薄或形状复杂，检验结果不易判断，甚至误断。
9.4.1 锻件品质检验（续）
超声波检验是以石英转换器即将电能通过石英转化为相同频率的声能，以油或水层为介质，使声波射入锻件内部。
如无缺陷，超声波穿透锻件后反射回来；
如果在锻件内部碰到裂纹、夹杂等缺陷，则一部分超声波首先反射回来，而另一部分一直穿透到锻件的底部再反射回来。
9.4.1 锻件品质检验（续）
反射回来的超声波又通过石英转换器转换为电能，再通过接受、放大、检波输送到示波器的荧光屏上。
荧光屏首先接到的是缺陷脉冲反射讯号，然后才接受到锻件底部反射回来的脉冲讯号。
由这些讯号的比较，可判断锻件内的缺陷。
探测裂纹、夹杂缺陷
探测裂纹、夹杂等缺陷时，超声波穿透方向应与缺陷方向垂直，否则无缺陷讯号输出，如图9.17中的探头放在1的位置上，荧光屏上没有缺陷讯号。若探头处于2的位置上，则能接受到缺陷讯号。
对于气孔，疏松之类缺陷，可以从4个方向进行探测。图9-17超声波探伤示意图
探测裂纹、夹杂缺陷
8．荧光检验对非磁性金属锻件表面的缺陷，可采用荧光检验，即荧光探伤。
荧光检验是用荧光液渗透入锻件裂纹中，借助显示剂在紫外线的照射下，锻件缺陷处发出清晰的荧光。
探测裂纹、夹杂缺陷（续）
荧光检验可以显示肉眼看不到的宽度小于0.005mm的表面裂纹，适用于各类金属材料和大小不同的锻件。
探测裂纹、夹杂缺陷（续）
利用荧光探伤仪检验前，应做好如下准备工作：（1）将锻件表面的氧化皮、油污等清除。
（2）将锻件浸入荧光液中，或将荧光液喷涂在锻件表面，借助毛细管作用渗入裂纹。
锻件经荧光液渗透
锻件经荧光液渗透后，过5至60min再将表面上附着的荧光液清洗净。
（4）涂上一层显示剂，然后吹干或擦干。
（5）在探伤仪内的紫外线照射下，荧光液激发产生荧光，把缺陷的形状和大小显示出来。
锻件经荧光液渗透
9．磁力探伤可用来发现锻件表面层内的微小缺陷，如发裂、折纹、夹杂等。
磁性检验只能用于铁磁性材料，而且锻件表面要求平整光滑。
锻件经荧光液渗透（续）
锻件在两磁极间时，有磁力线均匀通过。
若锻件内有裂纹、气孔、非磁性夹杂等存在，磁力线将绕过这些缺陷而发生弯曲现象。
若缺陷在锻件表面，则磁力线将漏到空气中，绕过缺陷，再回到锻件。
锻件经荧光液渗透（续）
这种漏磁现象在漏磁部位产生一个局部磁极，如图9.18中a及b两处。当移去外加磁极后，局部漏磁磁极仍保持相当长的时间。
若把磁粉洒在锻件表面，则磁粉被吸引于漏磁处，堆集成与缺陷大小和形状相似的痕迹。如果缺陷深、磁力线不会漏到锻件表面之外，就无法产生局部漏磁磁极，不能吸引磁粉显示锻件内部缺陷，如图中c及d两处。
磁力线在工件上的分布
磁力线在工件上的分布
磁力线在工件上的分布
导电方向与磁化方
导电方向与磁化方向a)纵向磁化b)周向磁化
若锻件上缺陷方向不同
若锻件上缺陷方向不同，必须使锻件受到两个垂直方向的磁化。（3）磁性检验中使用干粉，劳动条件差，磁粉消耗大。
一般都是将磁粉悬浮在煤油或含有防蚀剂的硫酸钠水溶液中，再喷射或浇注在磁化锻件上。（4）为了便于机械切削加工，还需进行退磁处理。
若锻件上缺陷方向不同
1．自由锻件（1）横向裂纹较深的表面横向裂纹，主要由于原材料品质不佳，钢锭冶金缺陷较多。
若锻件上缺陷方向不同（续）
较浅的表面横向裂纹，可能是气泡未能焊合形成的，也可能是在拔长时送进量过大引起的。
内部横向裂纹产生的原因：钢锭加热速度过快而引起较大的温度应力，或在拔长低塑性坯料时所用的相对送进量太小。
纵向裂纹镦粗或第一火拔长时出
纵向裂纹镦粗或第一火拔长时出现的表面纵向裂纹，除冶金品质差外，也可能倒棱时压下量过大。
内部纵向裂纹出现在冒口端时，是由于钢锭缩孔或二次缩孔在锻造时切头不足。
纵向裂纹镦粗或第一火拔长时出
裂纹在中心区，则由于加热未能热透，中心温度过低；
或采用上下平砧拔长圆形坯料变形量过大。
在拔长低塑性高合金钢时，当送进量过大或在同一部位反复翻转拔长，会引起十字裂纹。
表面龟裂
表面龟裂当钢中铜、锡、砷、硫含量较多及始锻温度过高，在锻件表面会出现较浅的龟甲状裂纹。
（4）内部微裂由于中心疏松组织未能锻合引起，常与非金属夹杂并存，也称之为夹杂性裂纹。
局部粗晶锻件的表面
局部粗晶锻件的表面或内部局部区域晶粒粗大，其原因是加热温度高、变形不均匀，并且局部变形程度（锻比）太小。
（6）表面折叠由于拔长时砧子圆角过小，送进量小于压下量。
中心偏移坯料加热时温度不均
中心偏移坯料加热时温度不均，或锻造操作时压下不均，均会导致钢锭中心与锻件中心不重合，影响品质。（8）力学性能不能满足要求锻件强度指标不合格与炼钢、热处理有关。
横向力学性能（塑性、韧性）不合格，是由于冶炼杂质太多或镦粗比不够所引起。其它还有如过热、过烧、脱碳、白点等缺陷。
产生的原因缺陷
产生的原因外观检查缺陷名称1.加热时间太长或粘上炉底溶渣2.坯料在型槽中成形时，型槽中氧化皮未清除净锻件表面有局部凹坑凹坑1.原坏料尺寸小2.加热时间太长，火耗太大3.加热温度过低，金属流动性差4.设备吨位不足，锤击力太小5.锤击轻重掌握不当6.制坯模膛设计不当、或飞边槽阻力小7.终锻模膛磨损严重未充满1.原毛坯质量超差2.加热温度偏低3.锤击力不足4.制坯模膛设计欠佳，或飞边阻力太大锻不足，锻件高度超差厚度超差1.终锻温度过高或设计终锻模膛时考虑收缩率不足2.终锻模膛变形3.切边模调整不当，锻件局部被切锻件尺寸偏差小于负偏差尺寸不足2．模锻件
产生的原因缺陷
1.锻锤导轨间隙太大2.上下模调整不当或锻模检验角有误差3.锻横紧固部分如燕尾磨损，或锤击时错位4.型槽中心与打击中心相对位置不当5.导向锁扣设计不佳锻件下部分发生错移错移1.坯料未放正或锤击中跳出模膛连击压坏2.设备有毛病，单击时发生连击锻件局部被压损伤压伤1.锻件从模膛中撬起时变形2.锻件在切边时变形锻件中心线和分模面弯曲偏差翘曲1.切边模与终锻模膛尺寸不相符合2.切边模磨损或锻件放置不正锻件分模面处有残余毛刺残余毛边钢锭皮下气泡被轧长，在模锻和酸洗后呈现出细小的长裂纹沿锻件轴向有细小长裂纹发裂坯料在冷剪切下料时剪切不当造成坯料端部出现裂纹端裂耐火材料等杂质熔入钢液造成坯料断面上有夹杂夹杂
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