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序文 中国锻工的传统和祖技 Tradition and Ancient Skills of Chinese Blacksmiths1

一、锻工的祖师和赵州桥1

二、祖技之一——收火与熟火2

三、祖技之二——铜铁不同炉3

四、祖技之三——手巧不如家什妙4

五、祖技之四——神秘的掐尺算料法6

第一章 锻造技术标准和技术条件8

一、锻造工国家职业标准8

1．锻造工职业等级8

2．初级锻造工工作要求8

3．中级锻造工工作要求9

4．高级锻造工工作要求10

5．技师工作要求10

6．高级技师工作要求11

7．锻造工各职业等级考核比重表12

二、锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差13

1．使用范围13

2．一般规定13

3．名词术语13

4．黑皮锻件15

5．光轴类锻件16

6．台阶轴类锻件17

7．台阶和凹挡的锻出条件19

8．法兰的最小锻出条件20

9．盘、柱类锻件21

10．带孔圆盘类锻件23

11．圆环类锻件26

12．套筒类锻件26

13．单拐曲轴类锻件26

三、锤上自由锻件形状的复杂程度分类标准33

四、模锻件机械加工余量与公差标准36

1．适用范围36

2．标准内容36

3．公差等级36

4．确定机械加工余量和公差的主要因素36

5．长度、宽度和高度尺寸公差38

6．孔径尺寸公差41

7．厚度尺寸公差41

8．顶料杆压痕公差41

9．错差公差41

10．横向残留飞边及切入锻件深度公差41

11．公差表使用方法44

12．壁厚差公差44

13．直线度和平面度公差44

14．中心距公差45

15．表面缺陷深度公差45

16．内外圆角半径公差47

17．模锻斜度公差47

18．角度公差47

19．纵向毛刺及冲孔变形公差48

20．冲孔偏移公差48

21．剪切端变形公差49

22．局部变形公差49

23．机械加工余量49

五、模锻件通用技术条件51

1．适用范围51

2．模锻斜度51

3．圆角半径52

4．尺寸公差53

5．直线度53

6．平面度53

7．错差53

8．残留飞边及纵向毛刺54

9．表面缺陷深度54

10．锻件表面清理54

11．锻件材质54

12．锻件热处理54

13．锻件过烧54

14．锻件质量检测54

15．特殊要求55

六、锤上自由锻件通用技术条件55

1．适用范围55

2．订货条件55

3．锻件用钢55

4．化学成分56

5．锻件的制造56

6．锻件的热处理56

7．锻件的试验分级57

8．锻件外观质量57

9．取样位置、取样数量和试样制备57

10．标志和质量证明书57

七、高速工具钢锻件技术条件58

1．适用范围58

2．技术要求58

3．检验方法59

4．检查规则61

八、高速工具钢大截面锻制钢材技术条件61

1．适用范围61

2．技术要求61

九、高速工具钢棒技术条件63

1．适用范围63

2．技术要求63

十、锻造车间环境保护导则64

1．适用范围64

2．噪声及振动控制64

3．废水控制66

4．废气控制67

5．废渣及其他污染控制68

第二章 常用金属材料69

一、有关金属材料的基本知识69

1．黑色金属和有色金属69

2．钢和铁69

3．钢的分类69

4．钢铁产品牌号71

5．有色金属的分类77

6．有色金属的牌号78

二、金属材料的力学性能82

1．金属力学性能名词解释82

2．碳素结构钢的力学性能83

3．优质碳素结构钢的力学性能83

4．合金结构钢的力学性能85

5．碳素工具钢的力学性能89

6．合金工具钢的力学性能89

7．不锈钢棒的力学性能91

8．不锈钢的特性和用途95

9．耐热钢棒的力学性能96

10．耐热钢的特性和用途100

11．弹簧钢的力学性能101

12．低合金结构钢的力学性能102

13．高速工具钢棒104

三、钢的化学成分及牌号105

1．碳素结构钢105

2．优质碳素结构钢105

3．合金结构钢106

4．碳素工具钢111

5．合金工具钢111

6．不锈钢棒111

7．耐热钢棒111

8．弹簧钢111

9．铬轴承钢111

10．低合金结构钢120

11．高速工具钢棒120

四、常用钢的火花鉴别法122

1．有关火花图的基本知识122

2．低碳钢的火花图（以15钢为例）122

3．中碳钢的火花图（以40钢为例）122

4．高碳钢的火花图（以65钢为例）123

5．铬钢的火花图（以7Cr3为例）123

6．锰钢的火花鉴别123

7．高速工具钢的火花图（以W18Cr4V为例）124

五、电磁纯铁的化学成分及牌号124

六、有色金属的化学成分、牌号及产品形状124

1．加工铜化学成分及产品形状124

2．加工黄铜化学成分及产品形状126

3．加工青铜化学成分和产品形状129

4．加工白铜化学成分和产品形状133

5．变形铝及铝合金化学成分135

6．变形铝及铝合金新旧牌号对照表145

7．加工镁及镁合金化学成分146

七、锻造用原材料的三种形态147

1．轧制材料的品种和规格147

2．锻制材料的品种和规格153

3．钢锭155

第三章 原材料准备157

一、算料157

1．基本原理和基本公式157

2．计算物体重量的公式157

3．查表计算法157

4．用算料盘计算法157

5．下料长度的计算161

二、下料161

1．下料方法及其特点161

2．锯切162

3．片砂轮切割163

4．剪切163

5．剪刀片的设计167

6．精密剪切170

7．气割下料174

第四章 加热176

一、金属加热的基本理论知识176

1．加热的目的176

2．金属材料在加热过程中的变化176

3．铁-碳平衡图177

4．过热178

5．过烧179

6．氧化179

7．不同方法加热碳钢时的烧损率179

8．脱碳180

9．铜脆180

10．加热裂纹180

二、钢和有色金属的锻造温度180

1．名词解释180

2．各种钢的锻造温度范围181

3．各种有色金属的锻造温度范围182

4．加热速度和加热时间183

5．保温时间184

三、常用加热设备185

1．加热设备的种类185

2．常用燃油、煤气锻造加热炉的应用范围186

3．毛坯加热炉的技术性能186

4．燃料及其特性187

5．煤炉188

6．油炉190

7．煤气炉191

8．气（油）型隔焰加热炉191

9．排烟装置192

10．加热炉粉尘控制192

四、电加热192

1．电加热的种类192

2．常用箱式电阻炉的型号及性能193

3．台车式电阻加热炉193

4．接触电加热194

5．感应加热194

五、加热炉的砌筑196

1．筑炉材料196

2．砌炉用砖的形状和尺寸197

3．炉顶拱形结构尺寸199

4．各部砌体的寿命200

六、加热温度的测量200

1．目测200

2．光学高温计200

3．光电高温计200

4．光电比色高温计201

5．红外线测温计201

6．热电偶201

7．数字显示温度计202

第五章 锻后处理203

一、锻件的冷却203

1．冷却裂纹203

2．白点203

3．冷却规范203

二、锻件的热处理204

1．热处理的基本常识204

2．常用锻件热处理工艺205

3．锻件截面尺寸对淬火后力学性能的影响205

三、锻件的余热处理206

1．正火206

2．退火206

3．淬火206

四、锻件的清理207

1．锻件清理工作的基本类型207

2．局部表面缺陷清理207

3．一般性表面清理209

第六章 自由锻造214

一、基本常识和名词解释214

1．自由锻造214

2．自由锻造的分类214

3．自由锻造的基本工序214

4．锻造比（锻比）214

5．镦粗长径比217

6．金属纤维组织（流线）217

二、手工自由锻造217

1．基本生产方式217

2．主要生产工具217

三、锤上自由锻造219

1．锻锤的锻造能力219

2．常用工具220

3．镦粗222

4．拔长223

5．芯轴拔长的工艺原则226

6．冲孔的工艺规则227

7．扩孔227

8．滚圆的工艺原则228

9．错移工序的要点229

10．错移锻造的生产实例229

11．制订锻造工艺过程的步骤230

四、常用工具的自由锻造231

1．锻工专用工具及其锻造成形231

2．几种其他工具及其锻造成形242

五、水压机上自由锻造250

1．压机的锻造能力250

2．算料基本原则和钢锭利用率252

3．常用工具254

4．镦粗255

5．拔长255

6．中心压实法拔长（JTS法）256

7．宽砧拔长（FM法）256

8．错移256

9．扩孔257

10．切害258

第七章 模型锻造260

一、模型锻造的种类260

二、胎模锻造260

1．锻件分类260

2．各种空气锤的胎模锻造能力260

3．锻件的机械加工余量和公差261

4．模锻斜度262

5．圆角半径262

6．冲孔连皮262

7．摔模成形262

8．垫模、套模成形264

9．合模成形267

10．扣模成形272

11．漏模（冲切模）274

12．反印法制造胎模276

13．胎模的使用和维护277

三、型砧锻造277

1．生产特点277

2．型砧结构举例278

3．导向措施278

4．型槽设计279

四、自由锻锤固定模锻造279

1．生产特点279

2．锻模种类279

3．导向措施279

4．模膛设计280

五、锤上模锻280

1．生产特点280

2．模锻件种类和模锻工序280

3．模膛分类281

4．分模面的选择283

5．模锻件的机械加工余量及公差283

6．模锻斜度及圆角半径283

7．冲孔连皮283

8．终锻模膛284

9．预锻模膛286

10．拔长模膛286

11．滚压模膛287

12．弯曲模膛287

13．镦粗台287

14．压扁台287

15．切断模膛290

16．模膛的布置290

17．模膛壁厚290

18．模块尺寸的确定291

19．切边冲孔模291

20．使用锻模的技术要求294

21．模锻锤和切边压力机的选定294

六、曲柄压力机上模锻295

1．模锻工艺特点295

2．模膛设计295

3．模锻曲柄压力机和切边压力机的选定296

七、摩擦压力机上模锻297

1．模锻工艺特点297

2．模膛设计297

3．摩擦压力机和配套锻锤的选定299

八、热作模具材料和热处理300

1．常用胎模材料300

2．锤锻模用钢及其硬度300

3．热模锻压力机锻模用钢及其硬度301

4．螺旋压力机锻模用钢及其硬度301

5．平锻模用钢及其硬度301

6．高速锤锻模用钢及其硬度302

7．切边模用钢及其硬度302

8．其他模具钢种303

第八章 高合金钢金属及有色金属的锻造304

一、高速工具钢304

1．基本组织和性能304

2．用途304

3．碳化物对高速钢性能的影响304

4．碳化物均匀度305

5．高速钢的镦拔306

6．加热和冷却307

7．锻造注意事项308

8．锻锤吨位的确定308

9．常见锻造裂纹的产生原因和预防措施308

二、Cr12型工具钢312

1．基本组织和性能312

2．用途313

3．碳化物均匀度313

4．加热和冷却313

5．锻造要点313

三、1Cr18Ni9Ti型不锈钢314

1．基本组积和性能314

2．加热和冷却314

3．锻造注意事项314

四、3Cr13型不锈钢314

1．基本组织和性能314

2．加热和冷却315

3．锻造注意事项315

五、1Cr17型不锈钢315

1．基本组织和性能315

2．加热和冷却315

3．锻造注意事项316

六、铝及铝合金316

1．基本分类316

2．锻造注意事项316

3．工业纯铝的锻造特点316

4．防锈铝的锻造特点317

5．硬铝的锻造特点317

6．超硬铝和锻铝的锻造特点318

7．常用铝合金锻造温度范围318

七、铜及铜合金318

1．基本分类318

2．锻造注意事项318

3．锻造温度范围319

八、镍及镍合金320

1．基本分类320

2．锻造注意事项320

3．锻造温度范围320

九、钛及钛合金320

1．基本分类320

2．锻造注意事项320

3．锻造温度范围321

十、其他有色金属321

第九章 锻压设备322

一、空气锤322

1．主要技术参数322

2．操作注意事项322

3．常见故障及产生原因323

二、蒸空两用自由锻锤325

1．主要技术参数325

2．常见故障及产生原因326

三、电液自由锻锤326

四、自由锻造水压机327

1．主要技术参数327

2．常见故障及产生原因327

五、常用模锻设备的工艺适应性328

六、蒸汽-空气模锻锤329

1．主要技术参数329

2．生产能力329

3．常见故障及产生原因329

七、电液模锻锤330

八、双盘摩擦压力机331

1．主要技术参数331

2．生产能力331

3．常见故障及产生原因331

九、离合器式螺旋压力机332

十、热模锻曲柄压力机333

1．主要技术参数333

2．生产能力333

3．连杆滑块机构的常见故障及产生原因334

4．摩擦离合器的常见故障及产生原因334

十一、切边曲柄压力机335

1．主要技术参数335

2．转键离合器的常见故障及产生原因336

3．其他常见故障及产生原因336

第十章 特种锻造337

一、精密模锻337

1．优点337

2．工艺过程337

3．主要技术措施337

二、挤压339

1．挤压的分类339

2．挤压工艺优点340

3．挤压模具340

4．毛坯软化、表面处理及润滑342

5．挤压力计算342

三、辊锻342

1．辊锻特点343

2．辊锻的分类与应用343

3．辊锻机343

4．辊锻机的选用345

5．辊锻送料方式345

6．制坯辊锻345

7．成形辊锻347

四、圆环扩孔347

1．优点347

2．扩孔成形过程347

3．扩孔机类型及主要技术参数348

4．扩孔工艺348

五、径向锻造349

1．优点349

2．所用设备及工作原理349

六、电热镦351

1．优点351

2．工作原理351

3．电热镦机主要技术参数351

七、楔横轧352

1．优点352

2．分类及工作原理353

3．楔横轧设备353

八、摆动辗压354

1．优点354

2．工作原理354

3．摆动辗压机主要技术参数354

九、液态模锻354

1．优点355

2．工艺流程355

第十一章 安全生产技术与操作规程356

一、锻造车间安全生产通则356

1．对锻造车间作业环境的要求356

2．对生产设备的要求357

3．对辅助设备的要求357

4．对工模具的要求358

5．对锻工安全操作的要求358

二、工人操作安全技术359

1．模锻工操作安全技术359

2．锤上自由锻工操作安全技术360

3．水压机自由锻工操作安全技术360

4．热模锻压力机、切边压力机、摩擦压力机工人操作安全技术361

5．加热工操作安全技术361

三、锻造设备使用安全技术362

1．自由锻锤使用安全技术362

2．水压机使用安全技术362

3．蒸汽-空气模锻锤使用安全技术363

4．热模锻压力机使用安全技术363

5．平锻机使用安全技术363

6．螺旋压力机使用安全技术364

7．锻造操作机使用安全技术364

8．专用锻造设备使用安全技术364

四、锻造用工装辅具使用安全技术365

五、加热炉使用安全技术365

1．煤气炉使用安全技术365

2．油炉使用安全技术365

3．电炉使用安全技术366

第十二章 常用数据和公式367

一、常用资料367

1．汉语拼音字母367

2．英文字母367

3．希腊字母367

4．俄文字母368

5．罗马数字368

6．用于构成十进倍数和分数单位的词头368

7．常用计量单位名称与代号369

8．长度计量单位369

9．英制长度单位及换算表370

10．体积和容积单位换算表370

11．速度（线速度）单位换算表370

12．角速度单位换算表371

13．质量（重量）单位换算表371

14．力单位换算表371

15．密度单位换算表372

16．压力和应力单位换算表372

17．功、能和热量单位换算表372

18．功率单位换算表373

19．温度对照表373

20．钢铁硬度对照表377

21．几种纯金属的性能和塑性变形温度379

22．常用金属材料的线胀系数380

23．常用材料和有色金属的密度380

24．钢材和钢锭的重量表381

25．表面粗糙度（光洁度）对照386

二、常用数学387

1．常用数学符号表387

2．常数表388

3．常用三角计算公式389

4．30°、45°、60°特殊三角函数390

5．常用几何图形和几何体的计算公式390

6．常用几何图形的作图方法397

第十三章 机械制图与计算机绘图401

一、机械制图的基本知识401

1．图纸幅面及格式401

2．图线型式和应用401

3．剖面符号表402

4．四种常见视图403

5．剖视图404

6．断面图405

7．剖切面种类405

8．局部放大图406

9．螺纹的画法407

二、计算机绘图的实用常识和基本操作407

1．计算机绘图的物质条件407

2．绘图的工具408

3．计算机绘制零件图409

4．绘制装配图415

第十四章 中、高级锻造技工的基础知识416

一、中级工基础知识试题416

二、中级工基础知识试题答案436

三、高级工基础知识试题437

四、高级工基础知识试题答案460

参考文献462