锤锻是现代制造枪管膛线的方法，多用来制造多角型膛线（polygonal rifling），适合大量生产枪管，由德国在1930年代发明。它的作法是将枪管钻一个比阴膛直径（groove diameter）稍大的洞，将一根和枪管内膛形状相反（阴膛线位置突起）、贯串整根枪管的高硬度模杆放在洞中，然后以机器在枪管外锤打，把钢材挤到紧贴模杆，然后将模杆抽出，模杆突出的地方所压出的就变成阴膛线了。这方法又称冷锻（cold forge）。
技术介绍
工艺
冷精锻是一种（近）净形成形工艺。采用该方法成形的零件强度和精度高，表面质量好。当前国外一台普通轿车采用的冷锻件总量40~45kg，其中齿形类零件总量达10kg以上。冷锻成形的齿轮单件重量可达1kg以上，齿形精度可达7级。
持续不断的工艺创新推动了冷挤压技术的发展，20世纪80年代以来，国内外精密锻造专家开始将分流锻造理论应用于正齿轮和
螺旋齿轮的冷锻成形。分流锻造的主要原理是在毛坯或模具的成形部分建立一个材料的分流腔或分流通道。锻造过程中，材料在充满型腔的同时，部分材料流向分流腔或分流通道。分流锻造技术的应用，使较高精度齿轮的少、无切削加工迅速达到了产业化规模。对于长径比为5的挤压件，如活塞销，采用轴向余料块的广泛通过轴向分流可以实现冷挤压一次成形，而且凸模的稳定性很好；对于扁平类的直齿轮成形，采用径向余料块也可以实现产品的冷挤压成形。
闭塞锻造是在封闭凹模内通过一个或两个冲头单向或对向挤压金属一次成形，获得无飞边的近净形精锻件。一些轿车精密零件如行星和半轴齿轮、星形套、十字轴承等如果采用切削加工方法，不仅材料利用率很低（平均不到40%），而且耗费工时多，生产成本极高。国外采用闭塞锻造技术生产这些净形锻件，省去绝大部分切削加工，成本大幅度降低。
技术要求
冷锻技术成形精度比
温锻和
热锻都要高，在精密成形领域有着其独特的优势。冷锻工艺的运用提高了内膛光洁度、尺寸精度、表面强度，延长了枪管的寿命，使枪的射击精度也相应提高，而且便于加工锥型枪管，可以减小质量。冷锻工艺是斯太尔公司最先提出的，后来世界上很多国家都采用斯太尔公司的冷锻机床加工枪管。
失效分析
模锻是把加热后的金属坯料放入固定于模锻设备上的锻模膛内，经过锻造迫使金属在模膛内塑性变形，直至充满模膛，得到所需形状与尺寸的锻件的一种锻造方法。模型锻造具有：生产率高（比自由锻造高10倍以上）；模锻件形状与尺寸精度较高，
表面粗糙度较低（可节约金属和机械加工工时）；能锻造形状比较复杂的锻件；能得到比较理想的金属流线，从而提高零件的使用寿命；操作简单、对工人技术要求较低、劳动强度也较低等诸多优点。适用于成批和大量生产中、小型锻件。因此，模锻在汽车制造、拖拉机制造、飞机制造、国防工业、电力工业等部门得到广泛的应用。对锤锻模进行失效分析，并针对失效原因进行相应的改进，对提高模锻件的加工质量和生产效率具有十分重要的意义，可较大提高模锻加工工艺的经济效益。
锤锻模的主要失效形式
锤锻模的工作对象主要为高温（一般在1000℃以上）的各种钢材。由于工况恶劣，容易失效。通过长期的生产实践总结出：锤锻模的失效形式有磨损、塑性变形、断裂。其中，磨损、塑性变形失效约占70%，断裂（裂纹）约占30%，而且易同时发生。从磨损失效机理来，有粘着磨损、热疲劳磨损、氧化磨损。此外，当锻件的氧化皮没有清除时，也会发生磨粒磨损。另外，锤锻模冲击力大，模具中的裂纹扩展快，为了保护设备和工人的安全，当模具出现较大扩展裂纹而不能修复时，也视为失效。下模与高温坯料接触时间长，温度高，且氧化皮易落在下模型腔中，使下模一般较上模易失效。从失效部位来看，型腔中水平面和凸台易发生塑性变形，侧面易出现磨损，型腔深处以及燕尾的凹圆角半径处易萌生裂纹，导致断裂。锤锻模的失效形式与部位见图1所示。
锤锻模的失效分析
模锻是一种高温下的塑性加工方法，锤锻模是工况最恶劣、寿命最低的模具之一。
1、锤锻模的工作特点
图2所示为锤上模段开始和结束的两种状态。高温坯料2放在下模3上，锤头与上模1快速下行，打击坯料2，迫使坯料与模具发生相对运动，最后基本充填上、下模整个型腔。
锤锻模的工作特点如下：
（1）坯料温度高
模锻有变形和成型双重功能，只有在高温下才能实现材料的变形和成型，故坯料温度一般较高，多数在950℃～ 1050℃之间。温度高，模具易软化，产生塑性变形，同时易氧化，产生氧化磨损，也易发生热疲劳。
（2）冲击力大
锤上模锻所用的设备主要是蒸汽—空气模锻锤，模锻锤是冲击力设备，速度很大，一般在6～9m/s，模锻锤的动能很大，从高速到速度为零一般只需几毫秒。因此，锻模所受的冲击力很大，瞬时巨大的冲击力易使能量或力集中到某些局部引起应力集中，而造成塑性变形和断裂。
（3）摩擦剧烈
模锻时坯料整体发生塑性变形，坯料与模具型腔表面发生相对运动产生摩擦，由于这种相对运动是在高温、高压下进行的，模具与坯料易发生强烈摩擦磨损。
（4）急热急冷
热坯料放入模具型腔时，型腔突然受到高温作用，经受一次急热，温度急剧上升，可达450～500℃ ，有时高达600℃。当锻件取出后，模具型腔又与室温空气接触，同时，为了防止型腔软化失去承载能力，一般都要对型腔喷冷却水，模具型腔温度复而下降，又经受一次急冷。急热急冷会产生循环的热应力，使模具出现疲劳磨损与疲劳裂纹，并导致开裂。
2、影响锤锻模寿命的主要因素
（1）锻件
（a）锻件材料强度
锻件材料强度高，其变形抗力大，在模锻过程中，模具受力就大，寿命低。
（b）锻件质量
锻件质量增大，所需的打击力和打击功增大，机械负荷增大，锤击次数增加（锤击次数正比于锻件质量的三次方），锻件在型腔中的停留时间增加，热负荷增大。另外，锻件质量增大，模块尺寸增大，模块制造质量也难以保证，模具寿命低。
（c）锻件形状
锻件形状分为圆饼类锻件和长轴类锻件。一般来讲，圆饼类中较复杂形状锻件的锻模寿命低，长轴类中直长轴锻件的锻模寿命高。同一类锻件的相对厚度不同，锻模寿命也不同。
（2）锻模
（a）锻模硬度
由于锤锻模承受冲击、重载及强烈的摩擦，如果型腔硬度、强度低，易产生磨损和塑性变形，但硬度过高又易萌生裂纹，导致开裂，因此模具硬度应严格控制。
（b）型腔深度
型腔深度对模具寿命的影响与锻件厚度的影响相似。型腔越深，充填困难，模具寿命低。另外，型腔相对深度对模具寿命也有影响。型腔相对深度hx=hT/H（其中：hx—下模型腔深度；H—型腔深度）。下模充填性比上模差，hx上升，充填困难，锤击次数增加，模具寿命低。
（c）圆角半径
锤锻模对圆角半径很敏感，其开裂参数是从凹圆角半径处开始的。过小的凹圆角很容易引起应力集中，萌生裂纹。
（d）承击面积
承击面积的大小直接影响模具接触力，承击面积小，单位面积的冲击力增加，模具易断裂。
（3）模锻工艺
锤锻模的寿命一般取决于终锻型腔的寿命。采用制坯、预锻工序，可减少坯料在终锻型腔中的变形量，减小变形力和摩擦，模具寿命高。
（4）设备吨位
锤上模锻时，锤头的动能和热能在打击的瞬间全部释放出来，变成锻件的塑性变形能、模块的淬性变形能和热能。锻件的塑性变形能取决于变形程度，对一具体锻件，可视为常数。设备吨位过大，模具吸收的能量大，经受的打击大，锻模寿命低；吨位太小，打击次数增加，模具与热坯料接触时间增加，热负荷增加，寿命也低。
（5）使用过程
模具使用中，始终存在急冷急热的循环热应力。使用过程中影响模具寿命的因素包括预热、保温、润滑、冷却以及工作节奏。
预热温度高，模具在锻造中温度偏高、强度下降，易产生塑性变形。预热温度低，模具开始锻造时，瞬间表面温度变化大，热应力大，易萌生裂纹。保温、冷却以及控制工作节奏都是为了减少工作时模具温度波动幅度和降低模具温度，其影响与预热大致相同。
对策
通过对影响锤锻模失效因素的分析，就可以提出提高锤锻模寿命的措施。
1、合理选取模具硬度
锤锻模硬度根据锻模大小来选取。
（1）小型锻模，型腔硬度取42～47HRC，燕尾硬度取35～39HRC。
（2）中型锻模，型腔硬度取39～44HRC，燕尾硬度取33～37HRC。
（3）大型锻模，型腔硬度取35～39HRC，燕尾硬度取28～35HRC。
2、合理选取模具材料
（1）形状简单的中、小型锤锻模，采用5CrMnMo。
（2）形状复杂的中、小型锤锻模，采用5CrNiMo。
（3）锻造铜的锤锻模，采用5CrNiMo，3Cr3Mo3V。
（4）锻造高合金钢、不锈钢、耐热钢的锻模，采用4Cr5MoSiV、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1。
3、优化锻模模膛结构
在进行锻件结构设计时，应尽可能增加拔模斜度，尽可能增加圆角半径，尽可能降低筋高和增加厚度。这样可使锻模模膛避免尖角和薄的凸起部分，避免具有窄而深的槽，从而有效地延长锻模的使用寿命。
4、合理采用预锻模膛
对于生产工艺采用冷切边的锻件；带有工字形截面的锻件；需要劈开坯料的叉形锻件；带有高筋的锻件；具有急转弯或截面尺寸突然变化的锻件；具有深孔成形的锻件；形状复杂且难以充满的锻件，通常可采用预锻模膛，来有效地改善金属在终锻模膛中的流动条件，使金属易于充满终锻模膛，减少终锻模膛的磨损，从而提高终锻模膛的使用寿命。
5、进行表面强化
对模具型腔表面进行渗氮、渗硼等处理，提高表面的强度、耐磨性，能有效地提高锤锻模寿命。
6、正确使用与维护
（1）锻前将模具预热到150～350℃ ，一般中碳合金钢锻模的预热温度≥ 200℃，高碳合金钢锻模的预热温度≥ 300℃。预热方法有炉门口烘烤、红热钢块烘烤、煤气喷嘴预热、电加热预热等。
（2）生产时严格控制和清除氧化皮。氧化皮的控制应从实现少、无氧化加热，减少氧化皮的生成着手。如采用中、高频电加热可缩短加热时间，减少氧化皮生成，提高锻模的使用寿命。
（3）间休息时要对模具保温。保温温度一般在150～250℃。
（4）模具使用结束后应缓冷。
（5）锻造过程中应经常将模具型腔涂冷却剂和润滑剂。常见的冷却剂、润滑剂有重油、盐水、玻璃粉、胶体石墨（油剂或水剂）和
二硫化钼混合润滑剂等。
（6）控制工作节奏，避免模具温度升得过高。
（7）模具使用一段时间后，应卸下进行
去应力退火，并超前修模。