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序文 中国锻工的传统和祖技 Tradition and Ancient Skills of Chinese Blacksmiths 1

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

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