镦粗按变形程度大小大致可分为3个区(图1)。Ⅰ区变形程度最小,一般称为难变形区;Ⅱ区变形程度最大,称为大变形区;Ⅲ区变形程度居中,即小变形区。
一般毛坯(H0/D=0.8~2.0)在平砧间镦粗时,外部呈现鼓形,中部直径大,两端直径小,短毛坯(H/D≤0.5)镦粗时,变形较为均匀,鼓形度较小(图2);镦粗较高毛坯(H/D≈3)时,常常会产生双鼓形,上部和下部变形大、中部变形小(图3);毛坯更高(H/D>3)时,镦粗时容易失稳而弯曲,尤其当毛坯端面与轴线不垂直,或毛坯有初弯曲,或毛坯各处温度和性能不均,或砧面不平时更容易产生弯曲。
大锻件锻造中镦粗主要有两种形式:带钳把镦粗和无钳把镦粗。①带钳把镦粗,一般用作锻造轴杆类锻件拔长前的预备工序,以增加拔长锻造比,改善锻件的横向力学性能。带钳把镦粗,按上镦粗板和下漏盘工作面的形状分为:平面(平板)镦粗、凹面(球面)镦粗和凸面(锥面)镦粗(图4)。②无钳把镦粗,既是圆盘形和饼块类锻件的主变形工序,又是空心锻件冲孔前的预备工序。
镦粗用于由横断面积较小的毛坯得到横断面积较大而高度较小的锻件;冲孔前增大毛坯横断面积和平整毛坯端面;提高下一步拔长时的锻造比;提高锻件的力学性能和减少力学性能的异向性;反复镦粗和拔长可以压实钢锭心部孔隙性缺陷,破碎合金工具钢中的碳化物并使其均匀分布。