工艺对比
范围是典型值，不是极限。单个供应商只覆盖每个范围中的一部分。
| 工艺 | 适合的零件 | 典型尺寸 | 典型公差 | 模具成本 | 合理数量 |
|---|---|---|---|---|---|
| 自由锻 | 在平砧或简单形状的模具之间成形的轴、块、盘、套筒和台阶棒。 | 约 5 kg 至 50 t 以上 | 每边留数 mm 加工余量 | 低。标准平砧和 V 形砧 | 1 至数百件 |
| 模锻 | 连杆、法兰、齿轮坯、叉和杠杆等近净成形件。金属充满模具中的型腔。 | 约 0.1 至 250 kg | 约 ±0.5 至 ±1.5 mm，另有 3 至 7° 拔模斜度 | 高。每个零件号一套模具 | 数百至数十万件 |
| 无缝轧制环件（辗环） | 环、轴承套圈、回转支承环和法兰坯。将冲孔后的坯料辗轧到所需尺寸。 | 外径约 100 mm 至数米 | 数 mm 加工余量 | 低。大多使用标准轧辊 | 1 至数千件 |
| 冷锻和温锻 | 轴、紧固件、花键件和齿轮坯等小型圆形零件，在室温或接近室温下成形。 | 数克至数 kg | 约 ±0.05 至 ±0.25 mm | 高。多工位模具 | 数万件及以上 |
自由锻
金属在平砧或形状简单的模具之间被压制或锤击，并在两次锻打之间翻转。操作人员一步一步成形，因此无需为零件号制造模具。
- 适合轴、块、盘、套筒和台阶棒。单件和小批量零件，以及大到任何模锻都做不了的零件。
- 典型尺寸约 5 kg 至 50 t 以上。
- 公差小件每边留数 mm 加工余量，大件更多。
- 模具标准平砧和 V 形砧。交期由材料和炉时决定，而不是模具。
- 注意锻件外形较粗糙，机加工量比模锻更多。大型轴和承压件请询问锻造比。
- 询价中应写明成品或粗加工尺寸、材质、热处理、锻态重量、数量和试验要求。
模锻
将加热的坯料压入或锤入上下两个模具中的型腔。金属充满型腔，多余部分作为飞边挤出，之后切除。
- 适合连杆、法兰、齿轮坯、叉、杠杆和阀体，年需求从数百件到数十万件。
- 典型尺寸约 0.1 至 250 kg。
- 公差约 ±0.5 至 ±1.5 mm，另有 3 至 7° 拔模斜度。
- 模具每个零件号一套模具。费用一次付清，取决于零件的大小和复杂程度。
- 注意模具成本和交期。年需求低于数百件时，自由锻或棒料机加工可能更便宜。飞边和切头通常使投入重量增加 20 至 40%。
- 询价中应写明锻件形状或成品图纸、重量、年需求量、材质，以及模具由谁出资、谁所有。
无缝轧制环件锻造
将冲孔后的圆盘加热，在旋转的芯辊和驱动辊之间挤压。壁变薄，直径变大。使用异形轧辊可以辗出带型面的环件。
- 适合轴承套圈、回转支承环、法兰坯和齿圈，以及涡轮和压力容器用的环件。
- 典型尺寸外径约 100 mm 至数米。
- 公差数 mm 加工余量。
- 模具大多使用标准轧辊。带型面的环件可能需要异形轧辊。
- 注意无缝意味着没有焊缝，流线沿环的圆周方向分布。每台辗环机在直径、高度和壁厚上都有各自的限制，请对照供应商的范围核对外径、内径和高度。
- 询价中应写明锻态或成品的外径、内径和高度，如有型面请说明，以及材质、热处理和试验。
冷锻和温锻
冷锻在室温下成形金属。温锻加热到几百摄氏度，仍低于热锻使用的温度范围。两者都使用多工位模具，适合大批量生产。
- 适合紧固件、小型轴、花键件、套筒和齿轮坯。形状简单，大多为圆形。
- 典型尺寸数克至数 kg。
- 公差约 ±0.05 至 ±0.25 mm，表面洁净。
- 模具成本高。每个零件号一套多工位模具。
- 注意成形载荷很高，工艺只限于低碳钢和中碳钢、铝以及部分不锈钢等易成形的合金。年需求低于数万件时，模具费用很难收回。
- 询价中应写明图纸、材质、年需求量、关键直径的公差以及所需的热处理。
镦锻
夹住加热棒料的一端并沿轴向推压，使端部变短变粗。用于在细长零件上成形头部和法兰。
- 适合螺栓头、带法兰或轴环的轴、阀杆和车轴端部。
- 典型尺寸取决于镦锻机。请向每家供应商询问其棒料直径范围。
- 公差镦粗部分与模锻相近。棒料部分保持原料的公差。
- 模具每种零件需要夹紧模和镦头工具。
- 注意棒料的无支撑长度与直径之比，限制了一次行程能镦出的量，所以较长的头部可能需要多个工步。
- 询价中应写明棒料直径、头部或法兰尺寸、总长、材质和数量。
如何选择工艺
从形状和年需求量入手。以下是经验法则。特殊情况很常见，所以供应商在报价前会先看图纸。
- 环形，任意尺寸无缝轧制环件。从板或棒切出的环浪费材料，还会切断流线。
- 小型圆形零件，年需求数万件冷锻或温锻。公差小、机加工少，可以抵消模具成本。
- 带头部或法兰的细长零件镦锻，由棒料端部成形头部。
- 约 250 kg 以下，年需求数百件或更多模锻。近净成形，模具费用分摊到整个批量。
- 单件、特大件，或年需求不足数百件自由锻。无需零件专用模具，但加工余量更大。
关于锻造工艺的问题
我怎么知道零件需要哪种锻造工艺？
由重量、形状和年需求量决定。环形件适合辗环，年需求数万件的小型圆形零件适合冷锻或温锻。数百件以上的中型零件适合模锻，单件或特大件适合自由锻。如果不确定，请在询价表单中选择“Not sure”并附上图纸。
一家供应商可以做多种工艺吗？
有些工厂同时具备两种或更多工艺，例如模锻加自由锻，或自由锻加辗环。能做全部工艺的很少。我们按零件所需的工艺来匹配，所以您不必知道哪家工厂做什么。
锻造一定比棒料机加工更好吗？
不一定。当零件承受疲劳或冲击载荷、棒料大部分会变成切屑，或者数量足以摊销模具费用时，锻造才划算。简单形状的少量零件，从棒料切削通常更便宜。
热锻、温锻和冷锻有什么区别？
热锻把钢加热到约 1100 至 1250 °C。温锻在几百摄氏度下进行，冷锻在室温下进行。温度越高，零件可以越大，但加工余量也越多。温度越低，公差越小、表面越好，但零件更小，模具成本更高。