锻压工艺分类速查：热锻冷锻温锻怎么选

锻压

一、锻压概述解析

锻压属于总称，它按成形的温度状况能够分成热锻、温锻以及冷锻，按模具与变形方式又能够分成模锻、多向模锻等，而空心模锻、多向空心模锻属于更为专门化的复合工艺。

（一）锻压

这属于金属加工里的一大类别，是借助锤头以及压力机等相关设备，针对金属坯料去施加压力，使得金属坯料产生塑性变形，进而获取所需形状、尺寸还有机械性能的一种加工方法，它同时是“锻造”跟“冲压”的统称。

热锻

（二）按温度分类：热锻、温锻、冷锻

这是根据金属的再结晶温度来区分的。

1 热锻

它是一种锻造方式，这种锻造是在高于金属再结晶温度的情况下进行的，而这一温度通常是在熔点的0.6倍以上。在高温状态时，金属具有良好的流动性，并且其变形抗力较低 ，所以比较适合用于大型零件或者形状复杂的零件的成形工作 ，而且不会产生加工硬化情况。不过它也存在缺点，那就是表面氧化情况严重 ，尺寸精度一般。

2 冷锻

其所指的是在室温这个环境下开展的锻造操作，因为不进行加热处理，所以材料的表面质量呈现出良好的状态，其尺寸精度十分高，能够达成近净成形的效果，并且在变形之后金属的流线保持完整，强度有所增加，也就是出现了加工硬化的现象。它存在的缺点是变形抗力比较大，这就需要使用大吨位的设备，而且材料的塑性必须较为良好，它比较适用于中小型的零件，像是那些标准件以及齿轮之类的。

冷锻件

3 温锻

它所指的温度处于冷锻与热锻两者之间，一般是再结晶温度的0.3至0.5倍。其目的在于平衡热锻以及冷锻各自的优缺点，它比热锻精度要高，氧化也更少，它比冷锻变形抗力小，塑性还好。它常被用于冷锻难以使之成形的高强度钢或者复杂形状的零件，有时会作为冷锻的预处理工序。

（三）依据模具以及变形方式来进行分类，其中包括模锻，还有多向模锻，另外有空心模锻，以及多向空心模锻。

这部分定义了金属在模具型腔中的流动方式。

1 模锻

说的是，处于外力的作用力之下时，能够让金属坯料在特定模具的型腔内，被迫进行流动，进而充满模膛来完成成形的一种工艺。它和自由锻不一样，自由锻是靠人工或者简单工具进行敲打，而这种工艺效率高，尺寸精确，形状复杂。传统的这种模锻，通常是依靠锤或者压机做单向的，也就是上下方向的运动。

2 多向模锻

有一种精密模锻工艺，它会在多方向上，也就是分模面多于一个的情况下，同时对金属施加压力。传统模锻只有一个垂直运动方向，这种情况下容易在分模面产生大飞边。多向模锻则不一样，它利用多个冲头，从不同方向，比如水平、垂直方向联合挤压，最终让金属填充到位。

优点是，可消除横向飞边，材料利用率高，能达到90%以上，还能够成形带有侧向孔、侧向凸台或内部中空的复杂整体结构件，像高压阀门体、三通管件这类，并且避免了后续焊接或切削。

3 空心模锻

从严格意义来讲，它并非属于那种独立的大类范畴，而是更多地偏向于针对特定零件的工艺方面的描述情况，用于生产那些长轴类的零件，或者筒形的零件，又或者是底部带有凸起的中空类零件，它结合了挤压以及锻造这两种方式，通过利用冲头来对坯料实施穿孔进而拉伸的操作，以此让金属沿着轴向进行流动，并且使得壁厚减薄，其典型的应用包括炮弹壳体、高压气瓶、火箭燃料贮箱这些。

4 多向空心模锻

这是多向模锻技术，与空心模锻技术的高级结合，它是目前精密锻造的高端形式。

众多冲头，其中涵盖垂直方向以及水平方向，它们协同运动，在对复杂中空架构件予以成形之际，完成侧向孔洞、法兰或者是内部流道的成形操作。针对零件呈现出内部具备复杂异形空腔、侧向开口并且要求整体不存在焊缝等情况，举例来说像航空航天复杂接头、高压共轨管这类零件，传统工艺很难一次性就达成成形，然而“多向 + 空心”这种方式能够达成整体近净成形，从而极大地提升零件的强度以及可靠性。

（四）关系图

锻压分支关系图

二、不同牌号常见钢材分别适用的热锻、冷锻、温锻的温度和范围

钢材存在不同的牌号,其进行锻造时所适用的温度,主要是靠着含碳量以及合金元素含量来定的。

（一） 热锻温度范围（高温成形）

将绝大多数钢材作为“主战场”的热锻，其核心原则是，始锻温度不能过高而致使“过烧”（晶界氧化），且终锻温度不能过低而造成开裂。基于《钢质自由锻件加热工艺规范》的细则参考表：

热锻温度范围（高温成形）

（二）温锻与冷锻温度范围

温锻和冷锻主要针对精密成形，对材料塑性和设备吨位要求更高。

温锻，也就是中温成形，其温度一般处于，600℃这个数值到950℃这个数值区间之内。

适用于的钢种有，中碳钢，低合金钢，其适用温度范围是600至800℃，还有不锈钢，其适用温度范围是700至900℃。

具备这样的优势，其表面的氧化皮是极少的，精度相较于热锻而言更高，适合用于生产那种具备高强度的精密齿轮，或者适用于生产法兰。

2 冷锻，也就是室温成形，它一般是在室温的环境下开展，鉴于变形会产生热量，实际上温度有时候会升高到约 200℃。

符合适用条件的钢种有，低碳钢比如10#、20#，还有低碳合金钢像20CrMo，它们是在经过球化退火之后。

要点在于，为了达成降低摩擦力的目的，并且防止出现“粘模”的情况，坯料一般而言是需要开展磷化加上皂化处理的。

（三）需要特别避开的温度禁区

无论锻造哪种钢材，以下两个温度区间都应尽量避开或快速通过：

蓝脆区，也就是处于200℃至400℃这个范围，在这个区间之内，钢材的塑性会急剧地下降，脆性则会有所增加。要是终锻温度落入到这个区间的话，锻件就极其容易产生剪切裂纹或者表面开裂的情况。低温脆性区是低于 -20℃的区域，对于高强钢或者厚板而言，是严禁在这个温度下进行受力变形的，不然的话就会出现脆断现象。

（四）小结：常见钢材选材（以三种典型零件为例)：

汽车连杆，是那种 40Cr / 42CrMo 的，一般采用温锻来做，这个温锻温度大概在 800℃左右，这么做既能保证精度，还比热锻节能些，模具的寿命方面也相对长些。高压螺栓，是 35CrMo / 40Cr 的那种，大批量生产的时候通常采用冷镦，冷镦其实就是冷锻的一种。要是直径过大，比如说在 M20 以上，或者变形量很剧烈的情况下，那就会改成温锻，温锻温度大概在 600~700℃，这样能降低设备负荷。对于不锈钢阀门（304/316L）而言，存在这样两种情况，一种是可以采用热锻（1000~1200℃）的方式，来使复杂主体得以成形，另一种是能够采用温锻（700~900℃）的办法，进而获得更为光洁的表面以及更为严格的公差。三、锻柸及其选择。

锻造用坯料也就是锻坯，其选择是锻造工艺设计开始的地方，它直接决定了成形的难易程度，决定了材料的利用效率，决定了模具的使用期限，还决定了最终产品的质量。

（一）锻坯的分类

锻坯可按形态、制备方式、供应状态进行分类。

1. 按形态分类

锻坯按形态分类

2. 按制备方式分类

锻坯按制备方式分类

3. 按供应状态分类

锻坯按供应状态分类

（二）不同锻坯的典型应用场景

1. 热轧圆钢（最通用）

热轧圆钢（最通用）锻坯应用场景

典型材料有，45#，40Cr，42CrMo，20CrMnTi，Q235，304。

2. 管坯（空心件专用）

管坯（空心件专用）应用场景

标准材料：20号钢、20铬钼合金钢、304不锈钢、316L不锈钢、TC4钛合金管材。

3. 预锻坯（多工位成形专用）

预锻坯（多工位成形专用）应用场景

4. 板坯（冲压锻造专用）

板坯（冲压锻造专用）应用场景

（三）锻坯选择的核心依据

1. 零件几何特征

锻坯选择依据：零件几何特征

2. 成形工艺

锻坯选择依据：成型工艺

3. 材料利用率目标

锻坯选择依据：材料利用率目标

4. 内部质量要求

锻坯的选择依据：内部质量管理

5. 生产批量

锻坯的选择依据：生产批量

6. 成本结构考量

锻坯的选择依据：成本结考量

（四）典型场景的锻坯选择示例

典型场景的锻坯选择示例

（五）锻坯选择的决策流程

零件图纸/技术要求

1. 几何特征分析 → 回转体/空心体/异形件/扁平件

2. 工艺路线确定 → 热锻/温锻/冷锻/多向模锻/环轧

3. 坯料形态初选 → 圆钢/方坯/管坯/板坯/预锻坯

4. 供应状态确定 → 热轧/退火/球化/剥皮

5. 有关经济性的评估，是指向材料成本，以及制坯成本，还有模具寿命，进而达成材料利用率目标。

6. 批量与设备匹配 → 选择最终方案

（六）小结

锻坯选择的核心原则：

形态呈现优先状况：空心的部件优先选取管坯，做回转体的物件优先采用圆钢，结构复杂的零件优先选用预锻坯，工艺适配方面：进行冷锻之时必须针对其实施球化退火处理，开展温锻操作建议采用退火状态，实施热锻操作可以使用热轧状态，质量匹配要求：针对高端锻件应当选用锻造坯，普通的部件以可供采用连铸坯，经济平衡考量：需要综合起来对材料成本、模具的使用寿命、材料的利用率、生产的节拍予以考虑。

说到带法兰三通阀体，其材质为低碳钢且是多向温锻的那种，推荐选用热轧圆钢，具体是20#或者Q235这两种，先经由预锻工序，制作成带有法兰雏形的预锻坯，然后再进入多向模锻进行终锻。如此一来，既能保证体积分配方面具备灵活性，又可避免管坯规格出现不匹配的情况，实为成本与质量的最佳平衡点。

锻造成材