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引言——继承和发展中国锻工的传统和祖技1

第1章 常用基础数据及知识8

1.1 常用资料8

1.1.1 钢铁硬度对照表8

1.1.2 几种纯金属的性能和塑性变形温度9

1.1.3 常用金属材料的线胀系数10

1.1.4 常用材料和有色金属的密度10

1.1.5 表面粗糙度（光洁度）对照11

1.2 常用数学公式12

1.2.1 常用数学符号表12

1.2.2 常数13

1.2.3 常用三角形计算公式表13

1.2.4 30°、45°、60°特殊三角函数表14

1.2.5 常用几何图形和几何体的计算公式表15

1.3 机械制图的基本知识21

1.3.1 图纸幅面及格式21

1.3.2 图线型式及应用22

1.3.3 剖面符号表22

1.3.4 四种常见视图23

1.3.5 剖视图24

1.3.6 断面图25

1.3.7 剖切面种类25

1.3.8 局部放大图26

1.3.9 螺纹的画法26

第2章 锻造技术标准和技术条件28

2.1 锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差28

2.1.1 使用范围28

2.1.2 一般规定28

2.1.3 名词术语28

2.1.4 黑皮锻件29

2.1.5 光轴类锻件30

2.1.6 台阶轴类锻件31

2.1.7 台阶和凹挡的锻出条件32

2.1.8 法兰的最小锻出条件34

2.1.9 盘、柱类锻件35

2.1.10 带孔圆盘类锻件37

2.1.11 圆环类锻件37

2.1.12 套筒类锻件37

2.1.13 单拐曲轴类锻件45

2.2 锤上自由锻件形状的复杂程度分类标准45

2.3 钢质模锻件公差及机械加工余量48

2.3.1 适用范围48

2.3.2 标准内容49

2.3.3 公差等级49

2.3.4 确定机械加工余量和公差的主要因素49

2.3.5 长度、宽度和高度尺寸公差51

2.3.6 孔径尺寸公差51

2.3.7 厚度尺寸公差51

2.3.8 顶料杆压痕公差51

2.3.9 错差公差56

2.3.10 横向残留飞边及切入锻件深度公差56

2.3.11 公差表使用方法56

2.3.12 壁厚差公差56

2.3.13 直线度和平面度公差57

2.3.14 中心距公差57

2.3.15 表面缺陷深度公差57

2.3.16 内外圆角半径公差59

2.3.17 模锻斜度公差59

2.3.18 角度公差59

2.3.19 纵向毛刺及冲孔变形公差60

2.3.20 冲孔偏移公差60

2.3.21 剪切端变形公差61

2.3.22 局部变形公差61

2.3.23 机械加工余量61

2.4 钢质模锻件通用技术条件63

2.4.1 适用范围63

2.4.2 模锻斜度63

2.4.3 圆角半径63

2.4.4 尺寸公差64

2.4.5 直线度64

2.4.6 平面度65

2.4.7 错差65

2.4.8 残留飞边及纵向毛刺65

2.4.9 表面缺陷深度65

2.4.10 锻件表面清理65

2.4.11 锻件材质65

2.4.12 锻件热处理66

2.4.13 锻件过烧66

2.4.14 锻件质量检测66

2.4.15 其他要求66

2.5 锤上自由锻件通用技术条件66

2.5.1 适用范围66

2.5.2 订货条件66

2.5.3 锻件用钢67

2.5.4 化学成分67

2.5.5 锻件的制造67

2.5.6 锻件的热处理67

2.5.7 锻件的试验分级67

2.5.8 锻件外观质量68

2.5.9 取样位置、取样数量和试样制备68

2.5.10 标志和质量证明书69

2.6 高速工具钢锻件技术条件69

2.6.1 适用范围69

2.6.2 技术要求69

2.6.3 检验方法70

2.6.4 检查规则72

2.7 高速工具钢72

2.7.1 适用范围72

2.7.2 技术要求72

2.8 初轧坯和钢坯技术条件74

2.8.1 适用范围74

2.8.2 技术要求74

2.8.3 试验方法75

2.8.4 检验规则、标志及质量证书76

2.9 锻制用不锈钢坯技术要求76

2.9.1 适用范围76

2.9.2 技术要求76

2.9.3 试验方法76

2.9.4 检验规则77

2.10 连铸钢坯技术条件77

2.10.1 适用范围77

2.10.2 技术条件77

2.10.3 试验方法78

2.10.4 检验原则及其他内容78

2.11 锻造生产安全与环保通则79

2.11.1 适用范围79

2.11.2 锻造生产常见的有害因素79

2.11.3 噪声和振动及其控制80

2.11.4 废气及其控制81

2.11.5 废水及其控制82

2.11.6 废渣及其他污染控制82

第3章 常用金属材料83

3.1 金属材料的分类与牌号83

3.1.1 黑色金属和有色金属83

3.1.2 钢和铁83

3.1.3 钢的分类83

3.1.4 钢铁产品牌号90

3.1.5 有色金属的分类96

3.1.6 有色金属的牌号96

3.2 金属材料的力学性能100

3.2.1 金属力学性能名词100

3.2.2 碳素结构钢101

3.2.3 优质碳素结构钢102

3.2.4 合金结构钢104

3.2.5 碳素工具钢107

3.2.6 合金工具钢107

3.2.7 不锈钢棒109

3.2.8 耐热钢棒114

3.2.9 弹簧钢117

3.2.10 低合金高强度结构钢118

3.2.11 高速工具钢120

3.3 锻造用原材料121

3.3.1 轧制材料的品种和规格121

3.3.2 锻制材料的品种和规格126

3.3.3 钢锭的品种和规格128

3.3.4 连铸钢坯的品种和规格133

第4章 原材料的准备134

4.1 算料134

4.1.1 基本原理和基本公式134

4.1.2 计算物体质量的公式134

4.1.3 查表计算法134

4.1.4 下料长度的计算134

4.2 下料135

4.2.1 下料方法及特点135

4.2.2 锯切135

4.2.3 片砂轮切割136

4.2.4 剪切136

4.2.5 剪刀片设计140

4.2.6 精密剪切142

4.2.7 气割下料145

第5章 锻前加热及锻后处理147

5.1 金属加热的基本理论知识147

5.1.1 加热的目的147

5.1.2 金属材料在加热过程中的变化147

5.1.3 铁-碳合金状态图148

5.1.4 过热150

5.1.5 过烧150

5.1.6 氧化151

5.1.7 不同方法加热碳钢时的烧损率151

5.1.8 脱碳151

5.1.9 铜脆152

5.1.10 加热裂纹152

5.2 钢和有色金属的锻造温度152

5.2.1 名词解释152

5.2.2 各种钢的锻造温度范围153

5.2.3 各种有色金属的锻造温度范围153

5.2.4 加热速度和加热时间154

5.2.5 保温时间155

5.3 常用加热设备156

5.3.1 加热设备的种类156

5.3.2 常用燃油、煤气锻造加热炉的应用范围156

5.3.3 毛坯加热炉的型号及性能157

5.3.4 燃料及其特性158

5.3.5 油炉159

5.3.6 煤气炉159

5.3.7 气（油）型隔焰加热炉160

5.3.8 排烟装置160

5.4 电加热161

5.4.1 电加热的种类161

5.4.2 常用箱式电阻炉的型号及性能161

5.4.3 台车式电阻加热炉162

5.4.4 接触电加热162

5.4.5 感应加热163

5.5 加热炉的砌筑164

5.5.1 筑炉材料164

5.5.2 砌炉用砖的形状和尺寸165

5.5.3 拱形炉顶结构尺寸167

5.5.4 各部砌体的寿命168

5.6 加热温度的测量168

5.6.1 目测温度168

5.6.2 光学高温计168

5.6.3 光电高温计168

5.6.4 光电比色高温计168

5.6.5 红外线测温计169

5.6.6 热电偶测温计170

5.6.7 数字显示温度计170

5.7 锻件的冷却170

5.7.1 冷却裂纹170

5.7.2 白点170

5.7.3 冷却规范171

5.8 锻件的热处理171

5.8.1 各种热处理方法的意义和目的172

5.8.2 常用锻件热处理工艺172

5.8.3 锻件截面尺寸对淬火后力学性能的影响173

5.9 锻件的余热处理173

5.9.1 正火173

5.9.2 退火173

5.9.3 淬火173

5.10 锻件的清理174

5.10.1 锻件清理工作的基本类型174

5.10.2 局部表面缺陷清理174

5.10.3 一般性表面清理176

第6章 自由锻造180

6.1 基本常识和名词解释180

6.1.1 自由锻造及分类180

6.1.2 自由锻造的基本工序180

6.1.3 锻造比180

6.1.4 镦粗长径比182

6.1.5 金属纤维组织（流线）182

6.1.6 锻造比和锻造用原材料的关系183

6.2 手工自由锻造183

6.2.1 基本生产方式183

6.2.2 主要生产工具183

6.2.3 大锤的用法185

6.3 锤上自由锻造185

6.3.1 锻锤的锻造能力185

6.3.2 常用工具186

6.3.3 镦粗188

6.3.4 拔长188

6.3.5 芯轴拔长的工艺原则192

6.3.6 冲孔的工艺规则192

6.3.7 扩孔的工艺原则192

6.3.8 滚圆的工艺原则194

6.3.9 错移工序的要点194

6.3.10 错移锻造的生产实例194

6.3.11 制订锻造工艺过程的步骤195

6.4 常用工具的自由锻造196

6.4.1 锻工专用工具及其锻造成形196

6.4.2 几种其他工具及其锻造成形204

6.5 液压机上自由锻造211

6.5.1 水压机的锻造能力211

6.5.2 液压机能力及配套设备212

6.5.3 自由锻造液压机所需基本工具的规格和数量213

6.5.4 常用工具用途215

6.5.5 算料基本原则和钢锭利用率216

6.5.6 镦粗217

6.5.7 拔长217

6.5.8 中心压实法拔长（JTS法）218

6.5.9 宽砧拔长（FM法）218

6.5.10 错移219

6.5.11 扩孔219

6.5.12 切割220

第7章 模型锻造222

7.1 模型锻造的种类222

7.2 胎模锻造222

7.2.1 锻件分类222

7.2.2 空气锤的胎模锻造能力222

7.2.3 锻件的机械加工余量和公差223

7.2.4 模锻斜度223

7.2.5 圆角半径224

7.2.6 冲孔连皮224

7.2.7 摔模成形224

7.2.8 垫模、套模成形226

7.2.9 合模成形229

7.2.10 扣模成形233

7.2.11 漏模（冲切模）234

7.2.12 反印法制造胎模235

7.2.13 胎模的使用和维护236

7.3 型砧锻造237

7.3.1 生产特点237

7.3.2 型砧结构举例237

7.3.3 导向措施238

7.3.4 型槽设计238

7.4 锤上模锻238

7.4.1 模锻件分类239

7.4.2 锻造基本工步（模膛）分类239

7.4.3 分模面的选择241

7.4.4 钢质模锻件的公差及机械加工余量242

7.4.5 模锻斜度及圆角半径242

7.4.6 冲孔连皮242

7.4.7 终锻模膛242

7.4.8 预锻模膛244

7.4.9 拔长模膛245

7.4.10 滚挤模膛247

7.4.11 弯曲模膛248

7.4.12 镦粗台248

7.4.13 压扁台249

7.4.14 切断模膛250

7.4.15 模膛的布置251

7.4.16 模膛壁厚251

7.4.17 模块尺寸的确定251

7.4.18 切边冲孔模252

7.4.19 使用锻模的技术要求254

7.4.20 模锻锤和切边压力机的选定255

7.5 曲柄压力机上模锻255

7.5.1 模锻工艺特点255

7.5.2 模膛设计256

7.5.3 模锻曲柄压力机和切边压力机的选定256

7.6 摩擦压力机上模锻257

7.6.1 模锻工艺特点257

7.6.2 模膛设计257

7.6.3 摩擦压力机和配套锻锤的选定259

7.7 热作模具材料和热处理259

7.7.1 常用胎模材料259

7.7.2 锤锻模用钢及其硬度260

7.7.3 热模锻压力机锻模用钢及其硬度260

7.7.4 螺旋压力机锻模用钢及其硬度261

7.7.5 平锻模用钢及其硬度261

7.7.6 高速锤锻模用钢及其硬度262

7.7.7 切边模用钢及其硬度262

第8章 高合金钢金属及有色金属的锻造263

8.1 高速工具钢263

8.1.1 基本组织、性能及用途263

8.1.2 碳化物对高速钢性能的影响263

8.1.3 碳化物均匀度264

8.1.4 高速钢的镦拔264

8.1.5 加热和冷却266

8.1.6 锻造注意事项266

8.1.7 锻锤吨位的确定266

8.1.8 常见锻造裂纹的产生原因和预防措施267

8.2 Cr12型工具钢270

8.2.1 基本组织、性能及用途270

8.2.2 碳化物均匀度270

8.2.3 加热、冷却及锻造271

8.3 1Cr18Ni9Ti型不锈钢271

8.3.1 基本组织、性能及用途271

8.3.2 加热、冷却及锻造271

8.4 3Cr13型不锈钢272

8.4.1 基本组织、性能及用途272

8.4.2 加热、冷却及锻造272

8.5 1Cr17型不锈钢272

8.5.1 基本组织、性能及用途272

8.5.2 加热、冷却及锻造273

8.6 铝及铝合金273

8.6.1 基本分类及特点273

8.6.2 锻造注意事项274

8.6.3 锻造特点274

8.6.4 常用铝合金锻造温度范围275

8.7 铜及铜合金275

8.7.1 基本分类及特点275

8.7.2 锻造注意事项276

8.7.3 锻造温度范围276

8.8 镍及镍合金277

8.8.1 基本分类277

8.8.2 锻造注意事项277

8.8.3 锻造温度范围278

8.9 钛及钛合金278

8.9.1 基本分类、性能及用途278

8.9.2 锻造注意事项278

8.9.3 锻造温度范围278

8.10 其他有色金属279

第9章 锻压设备280

9.1 空气锤280

9.1.1 主要技术参数280

9.1.2 操作注意事项280

9.1.3 常见故障及产生原因281

9.2 自由锻锤282

9.2.1 蒸空两用自由锻锤282

9.2.2 电液自由锻锤283

9.3 自由锻造水压机284

9.3.1 主要技术参数284

9.3.2 常见故障及产生原因286

9.4 常用模锻设备的工艺适应性286

9.5 模锻锤287

9.5.1 蒸汽-空气模锻锤287

9.5.2 电液模锻锤288

9.6 螺旋压力机290

9.6.1 双盘摩擦螺旋压力机290

9.6.2 离合器式螺旋压力机291

9.6.3 液压螺旋压力机292

9.6.4 电动螺旋压力机293

9.7 热模锻曲柄压力机293

9.7.1 主要技术参数293

9.7.2 生产能力294

9.7.3 常见故障及产生原因294

9.8 切边曲柄压力机295

9.8.1 主要技术参数295

9.8.2 转键离合器的常见故障及产生原因296

9.8.3 其他常见故障及产生原因296

第10章 特种锻造297

10.1 精密模锻297

10.1.1 优点297

10.1.2 工艺过程297

10.1.3 主要技术措施297

10.2 挤压298

10.2.1 挤压的分类298

10.2.2 挤压工艺优点299

10.2.3 挤压模具299

10.2.4 毛坯软化、表面处理及润滑299

10.3 辊锻302

10.3.1 辊锻的原理及特点302

10.3.2 辊锻的分类与应用303

10.3.3 辊锻机的类型及主要参数304

10.3.4 辊锻机的选用305

10.3.5 制坯辊锻工艺306

10.3.6 成形辊锻307

10.4 圆环扩孔307

10.4.1 圆环扩孔的原理及特点307

10.4.2 扩孔机类型及主要技术参数307

10.4.3 扩孔工艺309

10.5 径向锻造310

10.5.1 径向锻造原理及优点310

10.5.2 设备的工作原理及技术参数310

10.6 楔横轧311

10.6.1 楔横轧原理及特点311

10.6.2 楔横轧分类及主要技术参数311

10.7 摆动辗压313

10.7.1 摆动辗压原理及特点313

10.7.2 摆动辗压机主要技术参数314

10.8 电热镦315

10.8.1 电热镦的原理及特点315

10.8.2 电热镦机主要技术参数315

10.9 液态模锻316

10.9.1 液态模锻的工艺流程及特点316

10.9.2 液态模锻工艺方法分类及特点316

10.9.3 液压模锻设备分类及特点317

10.9.4 液态模锻生产操作规程及安全规程318

第11章 锻造安全生产技术与操作规程320

11.1 锻造生产安全与环保通则320

11.1.1 锻造生产常见的危险因素320

11.1.2 对锻造车间厂房建筑的要求320

11.1.3 对锻造车间作业环境的要求322

11.1.4 对锻造生产设备的要求323

11.1.5 对锻造操作者的安全要求325

11.2 锻造设备使用安全技术326

11.2.1 自由锻锤使用安全技术326

11.2.2 水压机使用安全技术327

11.2.3 蒸汽-空气模锻锤使用安全技术327

11.2.4 热模锻压力机使用安全技术328

11.2.5 平锻机使用安全技术328

11.2.6 螺旋压力机使用安全技术328

11.2.7 锻造操作机使用安全技术329

11.2.8 专用锻造设备使用安全技术329

11.3 加热炉使用安全技术329

11.3.1 煤气炉使用安全技术329

11.3.2 油炉使用安全技术330

11.3.3 电炉使用安全技术330

参考文献331