鍛造在中國有著悠久的歷史，它是以手工作坊的生產(chǎn)方式延續(xù)下來的。大概是在20世紀(jì)初。它才逐漸以機(jī)械工業(yè)化的生產(chǎn)方式出現(xiàn)在鐵路、兵工、造船等行業(yè)中。這種轉(zhuǎn)變的主要標(biāo)志就是使用了鍛造能力強(qiáng)大的機(jī)器。
在汽車制造過程中，廣泛地采用鍛造的加工方法。隨著科技的進(jìn)步，對(duì)工件精度要求的不斷提高，具有高效率、低成本、低能耗、高質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)的精密鍛造技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。依據(jù)金屬塑性成形時(shí)的變形溫度不同，精密冷鍛成形可分為冷鍛成形、溫度成形、亞熱鍛成形、熱精鍛成形等，生產(chǎn)的汽車零部件包括：汽車離合器接合齒圈、汽車變速器的輸入軸零件、軸承圈、汽車等速萬向節(jié)滑套系列產(chǎn)品、汽車差速器齒輪、汽車前軸等。
一、鍛造的定義和分類
1、鍛造的定義
鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓（鍛造與沖壓）的兩大組成部分之一。
通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。
2、鍛造的分類
按照生產(chǎn)工具不同，可以將鍛造技術(shù)分成自由鍛造，模塊鍛造，碾環(huán)和特種鍛造。
自由鍛：指用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對(duì)坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。
模鍛：指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件。模鍛可分為熱模鍛、溫鍛和冷鍛。溫鍛和冷鍛是模鍛的未來發(fā)展方向，也代表了鍛造技術(shù)水平的高低。
碾環(huán)：指通過專用設(shè)備碾環(huán)機(jī)生產(chǎn)不同直徑的環(huán)形零件，也用來生產(chǎn)汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。
特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態(tài)模鍛等鍛造方式，這些方式都比較適用于生產(chǎn)某些特殊形狀的零件。例如，輥鍛可以作為有效的預(yù)成形工藝，大幅降低后續(xù)的成形壓力；楔橫軋可以生產(chǎn)鋼球、傳動(dòng)軸等零件；徑向鍛造則可以生產(chǎn)大型的炮筒、臺(tái)階軸等鍛件。
按照鍛造溫度，可以將鍛造技術(shù)分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。
鋼的開始再結(jié)晶溫度約727℃，但普遍采用800℃作為劃分線，高于800℃的是熱鍛；在300～800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛，在室溫下進(jìn)行鍛造的稱為冷鍛。用于大多數(shù)行業(yè)的鍛件都是熱鍛，溫鍛和冷鍛主要用于汽車、通用機(jī)械等零件的鍛造，溫鍛和冷鍛可以有效的節(jié)材。
根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。
3、鍛造用料
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區(qū)相對(duì)較窄，所以鍛造難度會(huì)相對(duì)較大，不同材料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。
材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱為鍛造比。
正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。
二、常用的鍛造方法及其優(yōu)缺點(diǎn)
1. 自由鍛
自由鍛是指用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對(duì)坯料施加外力,使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱為自由鍛件。
自由鍛都是以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機(jī)等鍛造設(shè)備對(duì)坯料進(jìn)行成形加工，獲得合格鍛件。自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移及鍛接等。自由鍛采取的都是熱鍛方式。
自由鍛造工序
包括基本工序、輔助工序、精整工序。
自由鍛造的基本工序：鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移及鍛接等，而實(shí)際生產(chǎn)中最常用的是鐓粗、拔長、沖孔這三種工序。
輔助工序：預(yù)先變形工序，如壓鉗口、壓鋼錠棱邊、切肩等。
精整工序：減少鍛件表面缺陷的工序，如清除鍛件表面凹凸不平及整形等。
優(yōu)點(diǎn)：
缺點(diǎn)及局限性：
2. 模鍛
模鍛是指在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。
按所用設(shè)備的不同分類：錘上模鍛、曲柄壓力機(jī)模鍛、平鍛機(jī)上模鍛及摩擦壓力機(jī)上模鍛等。
錘上模鍛最常用的設(shè)備是蒸汽-空氣模鍛錘、無砧座錘和高速錘等。
鍛模模膛：
根據(jù)其功用不同可分為模鍛模膛和制坯模膛兩大類。
1）模鍛模膛
(1) 預(yù)鍛模膛：
預(yù)鍛模膛的作用是使毛坯變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，這樣在進(jìn)行終鍛時(shí)，金屬容易填滿模膛而獲得鍛件所需要的尺寸。對(duì)于形狀簡單的鍛件或批量不大時(shí)可不設(shè)預(yù)鍛模膛。預(yù)鍛模膛的圓角和斜度要比終鍛模膛大得多，而且沒有飛邊槽。
(2) 終鍛模膛：
終鍛模膛的作用是使毛坯最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸，因此，它的形狀應(yīng)和鍛件的形狀相同；但因鍛件冷卻時(shí)要收縮，故終鍛模膛的尺寸應(yīng)比鍛件尺寸放大一個(gè)收縮量。鋼鍛件收縮量取1.5%。另外，沿模膛四周有飛邊槽，用以增加金屬從模膛中流出的阻力，促使金屬充滿模膛，同時(shí)容納多余的金屬。
2）制坯模膛
對(duì)于形狀復(fù)雜的鍛件，為了使毛坯形狀基本符合鍛件形狀，以便使金屬能合理分布和很好地充滿模膛，就必須預(yù)先在制坯模膛內(nèi)制坯。
(1) 拔長模膛：
它是用來減少毛坯某部分的橫截面積，以增加該部分的長度。拔長模膛分為開式和閉式兩種。
(2) 滾壓模膛：
它是用來減少毛坯某一部分的橫截面積，以增加另一部分的橫截面積，從而使金屬按鍛件形狀來分布。滾壓模膛分為開式和閉式兩種。
(3) 彎曲模膛：
對(duì)于彎曲的桿類模鍛件，需用彎曲模膛來彎曲毛坯。
(4)切斷模膛：
它是在上模與下模的角上組成一對(duì)刀口，用來切斷金屬。
優(yōu)點(diǎn)：
生產(chǎn)效率較高。模鍛時(shí)，金屬的變形在模膛內(nèi)進(jìn)行，故能較快獲得所需形狀；
能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件，并可使金屬流線分布更為合理，提高零件的使用壽命；
模鍛件的尺寸較精確，表面質(zhì)量較好，加工余量較��；
節(jié)省金屬材料，減少切削加工工作量。
在批量足夠的條件下，能降低零件成本。
缺點(diǎn)及局限性：
3. 輥鍛
輥鍛是指用一對(duì)相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。
輥鍛變形原理如上所示。輥鍛變形是復(fù)雜的三維變形。大部分變形材料沿著長度方向流動(dòng)使坯料長度增加，少部分材料橫向流動(dòng)使坯料寬度增加。輥鍛過程中坯料根截面面積不斷減小。輥鍛適用于軸類件拔長，板坯輾片及沿長度方向分配材料等變形過程。
輥鍛可用于生產(chǎn)連桿﹑麻花鉆頭﹑扳手﹑道釘﹑鋤﹑鎬和透平葉片等。輥鍛工藝?yán)密堉瞥尚卧碇鸩降厥姑髯冃巍?/span>
與普通模鍛相比﹐輥鍛具有設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單﹑生產(chǎn)平穩(wěn)﹑振動(dòng)和噪音小﹐便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化﹑生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
4、胎模鍛
胎模鍛是采用自由鍛方法制坯，然后在胎模中最后成形的一種鍛造方法，是介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。在模鍛設(shè)備較少，大部為自由鍛錘中小型企業(yè)應(yīng)用普遍。
胎模鍛使用胎模的種類很多，生產(chǎn)中常用的有：型摔，扣模，套模、墊模，合模等。
閉式筒模多用于回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。如兩端面帶凸臺(tái)的齒輪等，有時(shí)也用于非回轉(zhuǎn)體鍛件的鍛造。閉式筒模鍛造屬無飛邊鍛造。
對(duì)于形狀復(fù)雜的胎模鍛件，則需在筒模內(nèi)再加兩個(gè)半模(即增加一個(gè)分模面)制成組合筒模，毛坯在由兩個(gè)半模組成的模膛內(nèi)成形。
