定义
温成形是在200至850 °C范围内对金属进行塑性成形的工艺。这一温度窗口介于冷成形(室温或接近室温,通常低于再结晶温度的20%)与热锻(钢材再结晶温度以上,通常高于1100 °C)之间。
为何使用温成形
某些材料在室温下的延展性不足,无法完成正常冷成形所需的形状变化,或因变形抗力过高而导致:
- 模具过早失效
- 成形力超出标准设备公称力范围
- 零件出现开裂或表面缺陷
将材料加热至中间温度后,变形抗力降低,延展性提升,原本在室温下无法成形的材料便可在冷镦机上完成加工。
温成形所需温度与材料对照
| 材料 | 典型温成形温度 | 原因 |
|---|---|---|
| 不锈钢(双相/马氏体) | 300–600 °C | 变形抗力高,加工硬化快 |
| 沉淀硬化不锈钢 | 350–600 °C | 加工硬化速率高 |
| 超高强度钢(>1000 N/mm²) | 250–450 °C | 降低变形抗力,防止模具破损 |
| 马氏体时效钢 | 400–650 °C | 屈服强度极高 |
| 纯钛(CP Ti) | 400–700 °C | 室温延展性低 |
| 钛合金(Ti-6Al-4V) | 600–850 °C | 室温冷成形极为困难 |
| Inconel/镍基高温合金 | 600–850 °C | 加工硬化剧烈 |
Manzoni 感应加热系统
Manzoni提供可选的线材感应加热系统,在坯料到达切断工位前对线材进行预热。感应加热的优势在于:
- 快速、可控的加热:可精确控制线材温度,实现逐件一致性
- 局部加热:仅对成形前的线材段加热,不影响已成形部分
- 与标准冷镦机兼容:无需配置专用热成形设备
该系统适用于Manzoni MC、ME和MF系列,使设备具备处理航空航天和国防应用所需难成形材料的能力。
温成形与热锻的区别
| 特性 | 温成形 | 热锻 |
|---|---|---|
| 温度范围 | 200–850 °C | >1100 °C(钢材) |
| 表面氧化 | 轻微 | 严重,需除鳞 |
| 尺寸精度 | 接近冷成形精度 | 较低 |
| 加工硬化 | 部分保留 | 基本消除 |
| 设备 | 冷镦机+感应预热 | 专用热锻设备 |
温成形兼顾了冷成形的高精度和改善材料流动性两方面的优势,是加工难成形材料紧固件和精密结构件的重要工艺路线。