将坯料加热后放在上、下锻模的模膛内，施加外力，使坯料在模膛所限制的空间内产生塑性变形，从而获得与模膛形式相同的锻件，这种锻造方法称为模锻，是锻造工艺的一种。

一、模锻设备与工艺过程

模锻设备有模锻锤、平锻机、曲柄压力机、摩擦压力机、模锻水压机等多种，其中模锻锤应用最广泛。
模锻锤的砧座比自由锻的砧座大得多，而且砧座与锤身连成一个封闭的整体，锤头与导轨之间的配合也比自由锻精密，锤头的运动精度高，锤击能够保证上下模对准。
模锻时上模和下模分别安装在缍头下端和砧座上的燕尾槽内，用楔形铁对准和紧闳。图1所示是单模膛模锻工作示意图。
http://www.cn.ut-machining.com/wp-content/uploads/2014/11/63.jpg
图1  单模膛模锻工作示意图
1—砧座  2—楔铁  3—模座  4—楔铁  5—下模  6—坯料  7—上模  8—楔铁  9—锤头  10—坯料  11—带飞边的锻件   12—切下的飞边   13—成形锻件

锻模由热作模具钢加工制成，具有较高的热硬性、耐磨性和耐冲击性能。模膛内与分模面垂直的面都有5°~10°的斜度，称为模锻斜度，其作用是便利锻件出模；所有面与面之间的交角都要做成圆角，以利于金属充满模膛及防止由于应力集中使模膛开裂。

为了防止锻件尺寸不足及上下锻模冲撞，以及有利于坯料充满模膛，模锻件在下料时，除考虑烧损量及冲孔损失外，还应使坯料的体积稍大于锻件。模膛的边缘也加工出容纳多余金属的飞边槽，在锻造过程中，多余的金属即存留在飞边槽内，锻后再用切边模将飞边切除。

同样，带孔的锻件不可能将孔直接锻出，而是留有一定厚度的冲孔连皮。锻后再将连皮冲除。

根据模锻件的复杂程度和设备条件，锻模可分为单膛锻模和多膛锻模两种。单膛锻模是在一副锻模上只具有一个模膛，多膣锻模是在一副锻模上具有两个以上模膛。对于形状复杂的锻件，要经过制坯、预锻、终锻等过程才能成形，最后还有切边等工序。图2所示是采用多模膛锻模锻造弯曲连杆的过程。
http://www.cn.ut-machining.com/wp-content/uploads/2014/11/64.jpg
图2  多模膛锻模及锻件成形过程
1—锻件  2—零件图  3—延伸模膛  4—滚压模膛  5—终锻模膛  6—预锻模腌  7—弯曲模膛   8—坯料  9—延伸坯料  10—滚压坯料  11—弯曲坯料  12—预锻坯料  13—带飞边锻件

二、 模锻的特点与应用

与自由锻相比，模锻有如下特点：
1）模锻时，金属的变形是在模膛内进行，能较快获得所需的形状，生产效率髙。
2）锻件尺寸精确，加工余量小。
3）可以锻造出形状复杂的锻件。
4）模锻生产比自由锻生产节省金属材料，减少切削加工量，降低零件成本。 由于受模锻设备吨位的限制，模锻件质量不能太大，一般在150Kg以下；制造锻模成本很髙，适合于小型锻件的大批量生产。

三、 锻件缺陷的形成及预防

1. 加热时产生的缺陷

（1）氧化   氧化是金属坯料在加热时与炉中氧化性气体发生反应生成氧化物的现象。 氧化会使材料烧损，严重时危害锻件质量。加热温度愈高、时间愈长，氧化愈严重。严格控制炉温、快速加热、向炉内送入还原气体（一氧化碳，氢气）采用真空加热是减少氧化的有力措施。
（2）脱碳   脱碳是加热时坯料表层的碳与氧等介质发生化学反应造成表层碳元索降低的现象。脱碳会使表层硬度降低，耐磨性下降。如脱碳层厚度小于机械加工余量，对锻件不会造成危害；反之则会影响锻件质量。采用快速加热、在坯料表层涂保护涂料、在中性介质或还原性介质中加热都会减缓脱碳。
（3）过热   过热是金属坯料加热温度超过始锻温度，并在此温度下保持时间过长，而引起金属晶粒迅速长大的现象。过热会使坯料塑性下降，锻件力学性能降低。严格控制加热温度，尽可能缩短高温阶段的保温时间可防止过热。
（4）过烧   过烧是坯料加热温度接近金属的固相线温度，并在此温度下长时间停留，金属晶粒边界出现氧化及形成易熔氧化物的现象。过烧后，材料的强度严重降低，塑性很差，一经锻打即破碎成废料。因此，锻造过程中要严格防止出现过烧现象。
（5）裂纹   大型锻件加热时，如果装炉温度过高或加热速度过快，锻件心部与表层温度差过大，造成应力过大，从而导致内部产生裂纹。因此，对于大型锻件的加热，要防止装炉温度过高和加热速度过快，一般应采取预热措施。

2. 冷却时产生的缺陷

（1）外形翘起   锻造过程中如果冷却速度较快等因素，造成内应力过大，会使锻件的轴心线产生弯曲，锻件即产生通曲变形。对于一般的翘曲变形是可以校正过来的，但要增加一道修整工序。
（2）冷却裂纹   锻后快速冷却时应力增大，且金属坯料从高塑性趋向低塑性，如果应力过大，会在锻件表面产生向内延伸的裂纹。深度较浅的裂纹是可以清除掉的，但若裂纹的深度超过加工余量时，锻件便成为废品。

此外，不恰当的冷却还会使锻件的表面硬化，给切削加工带来困难。除以上两种缺陷外，锻造过程中还会产生一些其他缺陷，如模锻时由于合模定位不准等原因，造成沿分型面的上半部相对于下半部的"错差"。通过必要的质量检査和缺陷分析，可以找到减少或防止锻件缺陷、提高锻件质量的途径。

查看原文：http://www.cn.ut-machining.com/forging-process/