锻造的设备及工具

9.1.3　锻造的设备及工具

锻造的设备主要有加热设备和锻造设备以及辅助锻造的一些工具。

1.锻造的加热设备

热锻前，必须对金属坯料进行加热。加热的目的是提高金属坯料的塑性，减小其变形抗力。随着温度的升高，金属的硬度、强度降低而塑性增加，因此以较小的锻打力使金属坯料发生较大的变形而不会产生破裂。

金属在锻造时，所允许的最高加热温度称为该材料的始锻温度。一般碳钢的始锻温度比起熔点低150°左右。在锻造过程中，金属坯料的温度会逐渐降低，而变形抗力逐渐增加，塑性也会越来越差。当温度低到一定程度时应停止锻造，这一温度称为该材料的终锻温度。从始锻温度到终锻温度的区间称为材料的锻造温度范围。

锻造结束后，锻件的冷却也是保证质量的重要环节。冷却时，要注意防止硬化、变形或裂纹。要根据锻件的材质、化学成分、零件的复杂程度来选择适当的冷却方法。常见的冷却方法有：

（1）空冷

将锻件放在室内干燥的地面上自然冷却，其冷却速度较快，多用于低、中碳钢和合金结构钢的小型锻件。

（2）坑冷

将锻件放在地坑或特制的铁箱中，用干燥的砂子、炉灰或石灰覆盖，冷却速度较慢，适用于大、中型锻件及合金工具钢锻件。该方法可减少内应力，防止锻件变形和开裂。

（3）炉冷

将锻件放入500℃～700℃的加热炉中随炉冷却，炉冷时，锻件的冷却质量能得到很好保证，但成本较高，适用于大型、高合金钢及重要锻件。

锻造的加热设备主要是加热炉，加热炉的种类很多，根据热源的不同分为火焰炉和电炉。火焰炉是利用重油、烟煤、柴油或天然气作燃料，利用高温火焰直接加热金属；电炉是将电能转化为热能来对金属进行加热。现在，工厂多用天然气炉进行加热。

2.锻造的设备及常用工具

图9-1　锻造的常见设备和工具

锻造的设备主要有空气锤、蒸汽锤、水压机和油压机，本节仅介绍最常用的锻造设备，空气锤。

空气锤由锤身、压缩缸、工作缸、传动机构、操纵机构、落下部分及砧座等几部分组成。如图9-1所示。

锤身和压缩缸铸成一体，传动机构有减速机构、曲柄连杆等，操纵机构包括踏杆、手柄、转阀和连杆，落下部分包括工作活塞、锤头和上砥铁。空气锤的规格是以落下部分的总重量来表示。锻打力（单位N）在数值上是落下部分重量的10000倍左右。如250kg空气锤，打击力约为2500000N。

空气锤通过踏杆或手柄操作，可以实现上悬、下压、连击、单击、空转等动作从而对金属坯料进行锻造。

常用的工具有支持工具（砧铁），打击工具（大锤、手锤等），成形工具（平锤、型锤、摔子、冲子），切割工具（剁子），夹持工具（钳子），测量工具（钢直尺、卡钳）六种，如图9-1所示。