01 什么是锻造
锻造是通过冲击或压力，把金属在固态下“塑形”，让它变成我们需要的尺寸和形状，同时提升性能。相比铸造，锻造更能改善金属内部组织，让力学性能更优、寿命更长。因此被广泛应用于航空航天、能源装备、汽车、船舶等对强度要求极高的领域。
锻造的完整流程包括：先准备毛坯，加热到合适温度，然后成形（像自由锻、模锻、环轧这些方式），接着做热处理及后续加工。锻造工艺不仅影响锻件的几何精度，还直接决定内部晶粒结构、纤维流线分布及缺陷情况。
02 锻造的主要类型
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热锻：将金属加热至再结晶温度以上（通常为800℃以上），金属处于红热软化状态，塑性好、变形抗力小，利于复杂形状成型。 -
温锻：在300～800℃的再结晶温度以下进行锻造，兼顾热锻良好成形性和冷锻的高精度，塑性适中，变形力中等，模具寿命较长。 -
冷锻：在室温或再结晶温度以下直接施加压力进行锻造，无需加热。其特点是表面光洁度高、尺寸精度好，可一次成形精密复杂零件，适合批量化生产小型高精度零件（如紧固件、轴承、齿轮）。 -
自由锻：利用简单工具或通用设备（如锻锤、液压机）施加压力，使金属在上下砧间自由变形，适合单件或小批量生产的大型锻件。 -
模锻：将金属坯料置于专用模具型腔中成形，可分为开式模锻、闭式模锻、热模锻、温锻和冷锻。模锻精度高、效率高，适合批量生产复杂形状的锻件。 -
碾环：将圆环状毛坯在轧辊间滚压扩大直径、减小壁厚，常用于轴承圈、法兰等环形零件制造。 -
特殊锻造：包括径向锻、旋锻、辊锻等。特点是精度高、效率快，适合异形零件或大批量连续生产。
03 锻造工艺需要做哪些仿真
锻造工艺仿真通过模拟金属在模具中的塑性流动与力学行为，实现锻件成形优化和缺陷控制，其主要作用体现在：
材料流动模拟：预测金属填充和可能缺陷。
应力与变形分析：模拟残余应力和锻件变形，指导尺寸控制。
模具寿命评估：预测模具受力与磨损，指导设计与维护。
缺陷预测：提前发现裂纹、分层等问题，减少报废率。
04 常用的锻造工艺仿真软件
💻 制造商
Scientific Forming Technologies Corporation
📘 软件介绍
DEFORM是一款有限元模拟软件，主要用于对各种金属的锻造变形过程进行模拟。DEFORM提供了基于有限元方法（FEM）的解决方案，可以精确地对零件进行建模、仿真和分析，帮助用户快速掌握产品设计与制造中的问题，并有效地提高产品质量。DEFORM通过模拟分析，可以大大减少昂贵的车间试验和重新设计工模具以及加工过程的必要，从而降低开发成本。工程师可以利用DEFORM进行锻造工艺的优化，如优化坯料尺寸、优化锻模设计等，以降低成本、提高产品质量和生产效率。通过DEFORM的模拟分析，企业可以缩短新产品的研制周期，快速响应市场需求。
🌐 适用行业
航空航天、汽车、能源
🚀 选型建议
精度高，计算能力强，适用于复杂工艺模拟。支持材料行为、模具失效等深入分析。适合有一定仿真经验的团队。
💻 制造商
MSC Software Corporation
📘 软件介绍
Simufact.forming是一款专业的锻造和冲压仿真软件，旨在为用户提供可信、高效和精确的仿真结果。软件支持模锻、辊锻、旋压、环轧、摆辗、楔横轧、穿孔斜轧、开坯锻、多向锻造、挤压等体积成形工艺，以及板材冲压、液压、热成形、轧制和管材弯曲等多种工艺的仿真分析。Simufact.forming将非线性有限元求解器MSC.Marc和瞬态动力学求解器MSC.Dytran融合在一起，具备快速、稳健和精确的求解能力，具有市面上所有工艺仿真软件中最高的求解精度及最快的求解速度。Simufact.forming拥有近300种材料的材料数据库，以及包含多种加工设备参数的加工设备数据库。用户还可以自定义材料模型和加工模具的运动方式。
🎯 成功案例
蒂森克虏伯
🚀 选型建议
支持多种锻造工艺，功能模块丰富。界面友好，易于集成与协作。适合需要系统化仿真的用户。
💻 制造商
Transvalor S.A.
📘 软件介绍
FORGE是一款锻造仿真模拟软件。该软件基于有限元方法建立，被广泛应用于模拟热、温和冷锻金属成型工艺。FORGE在锻造工艺仿真软件中的应用非常广泛，其强大的功能和特点使得它成为锻造工艺设计和优化中不可或缺的工具。FORGE可以模拟整个锻造过程，包括棒料剪切下料、辊锻、横轧、辗环、冷锻、切边、钢淬火和晶粒形成等工艺。软件能够研究横断面的变形过程（平面变形）或轴对称零件成形中的径向切面变形过程（轴对称变形）。FORGE具有正向/逆向点、面追踪功能，自动优化功能等，可以对锻造生产的全过程进行模拟。工程师可以在设计阶段就预测产品的性能，减少物理试验的次数，从而提高设计效率。FORGE可以帮助工程师优化锻造工艺参数，如温度、压力、速度等，以提高产品质量和生产效率。
🌐 适用行业
汽车、航空、医疗
🚀 选型建议
功能强大，适合复杂零件与多物理场耦合模拟。支持组织演变、温度耦合等高级分析。适合高阶仿真需求。
💻 制造商
QuantorForm Ltd.
📘 软件介绍
QFORM是一款锻压模拟软件，提供了金属体积成形的完整锻造工艺模拟解决方案。该软件集成了QFORM2D和QFORM3D模拟仿真，可以帮助用户解决锻造工艺设计和优化、模具的设计制造等技术难题。QFORM几乎涵盖了所有金属体积成形的锻造工艺，如自由锻、冷锻、温锻、热锻、粉末成形、型材挤压等。除了宏观的成形模拟，QFORM还能模拟微观组织，预测材料性能。软件还提供了模具寿命、热处理工艺、微观组织预测等高级功能。QFORM可以帮助用户优化模具设计，提高锻件精度，并延长模具寿命，从而节约材料成本。通过模拟分析，用户可以在设计阶段就预测产品的性能，减少物理试验的次数，从而缩短产品研发周期。QFORM通过模拟分析，可以减少昂贵的车间试验和重新设计工模具以及加工过程的必要，从而降低开发成本。
🎯 成功案例
中航工业、东风锻造、东海锻造、株洲齿环
🚀 选型建议
界面简洁，性价比高，支持冷温热锻全过程。前后处理快速，资源占用低。适合常规仿真任务与快速迭代设计。
💻 制造商
MFRC
📘 软件介绍
AFDEX是一款具有智能化特征的通用金属体积成形模拟软件，能够模拟锻造、轧制、挤压、精冲、冷热拉拔、自由锻、环轧等传统塑形加工过程。它基于刚-粘塑性有限元方法，可以模拟金属流线、温度场、应力、应变、应变速率、模具应力、模具磨损、成形载荷和破坏等关键参数。
AFDEX通过模拟整个塑性成形过程，帮助工程师进行锻件产品、工艺流程和模具设计，有效降低昂贵的开发试验成本。它提高了模具的设计效率、生产效率和降低了材料成本，从而缩短了锻件产品的研究开发周期。AFDEX具有精确的求解器，能够提供精确、快速、稳定的求解能力，具备优秀的求解精度和求解速度。它具有全自动的自适应/优化网格划分功能，适用于复杂几何体，能够在极大提高计算速度的同时，得到精确的结果。
🎯 成功案例
SAMHWA钢铁公司、Schaeffler Korea Corporation
🚀 选型建议
操作简洁，建模快速，学习成本低。适合初学者或中小团队进行基本工艺验证。计算效率高，部署便捷。
💻 制造商
Transvalor S.A.
📘 软件介绍
COLDFORM是一款专业的冷锻成形工艺的数值模拟软件，主要用于紧固件制造（如螺丝、螺母、螺栓、垫圈）、汽车零部件制造（如空心轴、环轧制的环形部件）、中厚钢板成形件（如手表制造业）等行业。该软件可以设计和验证锻造过程，并能精确预测最终的几何形状和精确尺寸、材料流动、填充、折叠、损伤和断裂、残余应力分布，以及位移、等效应变、应变速率、应力、温度和其他用户变量。COLDFORM能够在研发阶段开发新型创新产品，通过减少重复的实际尺寸试验来降低材料成本、与压制固定有关的成本以及验证时间。COLDFORM还提供了反向分析功能，允许识别不能像摩擦系数或材料模型参数那样测量的过程参数，从而优化生产过程。同时，COLDFORM嵌入了更先进的啮合技术，能够解决诸如深拉深、液压成形和精细冲裁等薄型产品的成型工艺。
🌐 适用行业
紧固件/固定件、汽车、精密机械
🚀 选型建议
专注冷锻仿真，适合多工位和模具磨损分析。继承强大求解引擎，使用效率高。上手较快，适合冷成形工艺优化。
在金属加工行业，掌握工艺经验比软件工具更重要。为了帮助大家解决实际问题、交流经验，我们建立了专业交流群 「金属加工之家」，聚集了来自企业、科研和院校的一线从业者。
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—THE END—
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