在模锻锤上锻造成形零件时,一般采用整体模具多模膛模锻(拔长、滚挤、预锻、终锻等)。在热模锻压力机上锻造成形零件时,要先在辊锻机或其他设备上进行拔长、滚挤等制坯工步,然后在热模锻压力机上进行预锻及终锻。由于摩擦压力机不适合多模膛模锻,因此锻造成形零件时也要先在其他设备上进行制坯工步,预锻及终锻时一般也需要分别在两台设备上完成。连杆冷校正一般在摩擦压力机或液压机上进行。连杆冷精压一般在精压机、液压机或摩擦压力机上进行。
根据锻模的运动方式,锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率,辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的,它的优点是与锻件尺寸相比,锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式,加工时材料从模具面附近向自由表面扩展,因此,很难精度,所以,将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制,就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品,例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。
锻造设备的模具运动与自由度是不一致的,根据下死点变形限制特点,锻造设备可分为下述四种形式:限制锻造力形式:油压直接驱动滑块的油压机。准冲程限制方式:油压驱动曲柄连杆机构的油压机。冲程限制方式:曲柄、连杆和楔机构驱动滑块的机械式压力机。能量限制方式:利用螺旋机构的螺旋和磨擦压力机。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。因此通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
与铸件相比,金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外,锻造加工能金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。