锻造技术的发展现状及趋势探究

龙源期刊网 锻造技术的发展现状及趋势探究作者：唐帅 高波 王新江来源：中国科技博览2017年第34期摘 要本文以精密锻造技术、粉末锻造技术以及触变锻造技术为例，对目前我国锻造技术的发展现状进行了简单的探究，并展望了未来锻造技术的发展趋势，以期为相关工作人员提供一定的技术参考。关键词锻造技术；现状；发展中图分类号：TH352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0032-01引言我国历史文化悠远，从青铜器时代，我国人民就已经可以利用熟练的锻造工艺锻制兵器、农具等用品。从遥远的春秋时代直到近代，我国的锻造工艺一直处于小作坊的状态，锻造工艺也以简单的手工自由锻为主。直到二战结束和新中国成立之后，才利用从日军手里缴获的锻造设备和苏联援建的一些锻造设备建立起我国的现代锻造工业。目前科技发展日新月异，锻造技术也取得了长足的进步，在未来发展前途也非常光明。1 我国锻造技术的发展现状1.1 精密锻技术1.1.1 热精锻热精锻工艺塑性强，容易变形，可以用来加工结构复杂的零件。但是热精锻的成型温度过高，可达到1000左右，工艺过程中极易发生强烈的氧化反应，材料表面一旦被氧化，工件尺寸测量时不易测准。并且热精炼一般都是密闭式操作，模具自身存在缺陷或者原料控制不好，成形时会存在很大的变形抗力，容易损坏模具和设备，采用分流降压原理可以解决部分问题，增加模具的使用寿命。1.1.2 冷精锻冷精锻工艺的锻造温度不高，能够控制锻造材料的尺寸和形状，加工成型的零件强度和精度均能符合要求，表面质量也能得到保证。但是在冷精锻成形时候，材料具有极强的变形抗力，因此塑性不好，需要非常精准的设备和模具，并且后期很难再加工成复杂的工件。近年来，冷锻工艺在国内获得一定的发展，江苏大丰森威集团汽车精锻件厂是国内一家专业化冷锻厂，年产汽车、摩托车各类精密冷、温锻件总产量达15000t。一些典型的高难度冷锻件如轿车等速万向节外套、星形套、变速箱传动轴等，在该厂均已实现批量生产。1.1.3 温精锻温精锻工艺吸收了热精锻材料和冷精锻材料的优点，克服了两者的缺点，解决了冷锻造工艺材料太大的变形抗力、工件可塑性差、表面需要重新加工以及需要进行热处理的问题，也解决了热精炼工艺由于氧化作用强而使工件表而质量差以及精度不准确的问题。但是温精锻的锻造温度难以选择，必须使用专业的高精度设备设定温度，对模具结构以及材料的要求比较高，且温精锻工艺要求模具结构和材料比较苛刻。1.1.4 复合精锻工艺随着精锻工件的日趋复杂以及精度要求提高，单纯的冷、温、热锻工艺已不能满足要求。复合精锻工艺将冷、温、热锻工艺进行组合共同完成一个工件的锻造，能发挥冷、温、热锻的优点，摒弃冷、温、热锻的缺点。表1为采用3种不同的工艺方法生产的直齿锥齿轮的技术性能比较，从表中可以可以看出，复合精锻工艺生产的工件其机械性能、尺寸精度、表面粗糙度与其它2个工艺相比，都有所提高。因此，复合精锻工艺是目前精锻工艺发展的一个重要方向。1.2 触变锻造技术触变锻造技术主要是把材料加热，使其达到半固体的状态，再放入模具中锻压成型。这种技术主要包括三个工艺流程：首先，半固态原始坯料的制备；其次，原始坯料的半固态重熔加热；最后，半固态坯料的触变锻造成形。这种工艺能够扩大复杂零件的成型范围，可实现近终成型。显著减少加工环节，加工成本低，锻造能耗低，切削量少，材料利用率高。针对Ti14合金的触变可锻性进行研究表明：Ti14合金在半固态的状态下具有较小的锻造变形抗力。在变形量为45%-75%时，合金表现出很好的可锻性，锻件表面无明显缺陷。与常规锻造相比，合金经过触变锻造之后，其晶粒较为圆整，且合金的强度明显升高而塑性有所下降。1.3 粉末锻造技术粉末锻技术将传统的粉磨冶金与精密锻完美融合，其以粉磨为锻造原料，利用粉末冶金方法先制取具有一定形状和尺寸的多孔预成形坯，简称预型件，在保护气氛下烧结和加热到热加工温度。粉末锻造技术保持了粉末冶金近净成型的优点，具有材料利用率高，尺寸精度高，机械加工量少等特点。烧结后的预形件一次锻压后的致密度可达98%以上，内部均匀致密，精粒的尺寸非常小，与传统的锻件力学性能，使用某些材料进行锻造，其力学性能还会优于传统锻件。粉末锻造的加工温度低，不会发生氧化反应，锻件的精度高，模具表面产生的磨损小，锻造时单位面积产生的压力远远低于普通模锻。2 锻造技术的发展趋势锻造技术是我国一项非常古老的金属加工技术，经过不断的发展和演变，锻造技术取得的成就越来越光彩夺目，在生产制造领域发挥出的作用无可替代。并且在今后的工业生产活动中继续扮演重要角色。未来锻造将向着高精度、低能耗、低成本、绿色环保等方向发展。数值模拟技术将在锻造生产中发挥更大的作用，锻造专家系统将会变得更加完善，从而有效地指导锻造生产的展开。同时随着机器人技术的不断发展，锻造生产也将变得更加自动化，进一步提高生产效率和产品质量。目前，我国的锻造能力位居世界前列。但我国锻造工业与美、欧、日、俄等锻造强国相比，在先进锻压设备、锻造精度、数值模拟技术的应用、人工智能系统的构建以及自动化生产等方面还存在着不少的差距，这也是我国锻造工程技术人员今后努力的方向。结语综上所述，随着科学技术的不断发展，会有越来越多的锻造技术应用到机械设备的制造中来，目前锻造技术所面临的一些技术难题也终将会被克服。相关的工作人员在进行零件加工时，要根据设备的实际要求，选择合适的加工方式，以保证加工成型后的零件的尺寸、形状，均能满足设备的安装标准。