铜及铜合金锻造工艺

铜是具有面心立方晶格的金属，没有同素异形转变，因此它在室温和高温下都具有高的塑性，可以进行冷热压力加工。在锻造生产中，铜质零件品种很多，有纯铜及铜合金（普通黄铜和硅黄铜等），有自由锻件和模锻件，有形状简单或形状很复杂的。在长期的实际生产中，存在着许多不同的质量问题，因锻造裂纹导致工件报废的案例不少。

铜合金锻造的铸锭

铜及铜合金铸锭的宏观组织存在三个明显的结晶区域。髓着铸锭浇注温度及冷却速度的不同，铸锭中柱状晶区及等细晶区所古的比例是不同的。对于铜及铜合金来说，当其杂质含量较少时，铸锭具有比较发达的柱状晶区，塑性比较好，而且由于柱状晶组织致密，锻成的锻件质量较高。反之，如果杂质含量较多，柱状晶过分发达，则对锻造是不利的。因柱状晶区过分发达，甚至扩展到铸锭的整个截面，这样就会在柱状晶粒的交接处集中许多杂质和低熔点共晶体，该处成为铸锭的“弱面”。“弱面”的存在，易使铸锭锻造时沿“弱面”开裂。大多数铜合金的结晶温度范围较窄，易形成大的集中的缩孔，若冒口设计不合理，缩孔会扩展到铸锭内部，若锻造或挤压时未被切尽，则会在半成品或锻件中留下“残余缩孔”。用普通方法浇注的铸锭，易产生这种缺陷。半连续浇注的铸锭没有形成这种缺陷的危险，因为铸锭的结晶条件好、铸锭很长，缩孔不可能留在铸锭上。

铸锭作为大型锻件的坯料，在锻造前要进行均匀化退火，以改善塑性。铸锭表面若有裂纹、气泡、夹渣、结疤等缺陷应磨干净，或表面经车削（扒皮）后再进行锻造。用于自由锻造的铜合金铸锭，对冶金质量应有更高的要求，有害杂质的含量必须控制在很小的范围内（例如铅含量应不过0. 01%）。否则，自由锻时由于拉应力的作用，容易在低熔点杂质聚集的地方产生裂纹。铜合金铸锭若作为模锻毛坯，经适当的制坯后可直接进行模锻，而不必像铝、镁合金那样，要经过自由锻反复镦拔后才能用于模锻。因为铜合金的组织不像铝、镁合金那样复杂，塑性也较高。