精锻成形技术的现状及其发展

精锻成形技术的现状及其发展青岛建筑工程学院（山东青岛!(("&&）孙令强

【摘要】首先介绍了我国的精锻成形技术；然后介绍了用传统的锻压设备及新型局部连续成形锻压设备进行精密成形的国内外情况，例如冷摆辗、辗环、径向锻造等；最后介绍了精锻技术必须注意的几个问题。

关键词精锻成形径向锻造辊锻冷摆辗

)我国的精锻成形技术现状

锻造工业一直是汽车、矿山、能源、建筑、航空、航天、兵器等工业的重要基础。近十年来，锻压工艺突破了毛坯生产的范畴，人们能生产出不少接近成品的冷锻成形件，其表面质量好，机械加工余量少，尺寸精度高。精锻成形提高了材料利用率，部分取消或减少了切削加工，使金属纤维沿产品轮廓分布，使零件的承载能力增加，提高了整车性能。

我国已拥有&""""台左右的锻压设备，锻件年产量大体为&""多万吨，其中模锻件大约占&"*。我国有模锻设备约&+""台。其中蒸、空模锻锤(+"台；模锻水压机万吨和&+"""吨各一台；)("",$以上的热模锻压力机)""台；螺旋压力机)!""台；平锻机约-""台，用于模锻生产的机械压力机约为-""台。

我国模锻业发展迅速，目前已能为("万千瓦及以下火电站、."万千瓦及以下水电站、&"万千瓦及以下核电站提供汽轮机主轴、发电机转子和核岛锻件。为冶金机械生产.!""//特厚板轧机轧辊，直径!!"""//整体支持辊锻件，为炼油化工行业提供单重+("",$及以下加氢反映容器等大型锻件，能锻造直径!+!""//以下环形锻件。在汽车行业依靠自己的力量建成了汽车前轴自动生产线。在轴承行业已较多的采用多工位热镦工艺取代旧的扩孔工艺；直伞齿轮已普遍采用精锻齿形工艺，等速万向节筒形壳体用冷锻压力机冷挤已试制成功并投入生产。

由此可见，我国精锻成形技术的发展已较为成熟，但与世界先进水平尚有一定的差距。

!采用传统锻压设备进行的精密成形技术

精锻成形工艺的主要应用大体分两类："精化毛坯，即用精锻工序代替粗切削加工工序，将精锻件直接进行精加工得到成品件；#精锻件，大多数是采用精密成形工艺制造零件的主要部分或不易机加工的部分，减少机加工量或只进行少量的切削加工。

精锻成形工艺按金属成形时的变形温度可分为高温精密模锻、中温精锻成形、室温精锻成形和超速等温精锻成形。如按成形式金属的流动情况，则可分为开式精锻成形、闭式精锻成形、半闭式精锻成形。按变形速度可分为一般精密模锻、慢速精锻成形和高速精锻成形。

常规模锻件所达到的合理尺寸精度为0"#)1"#!+//，表面粗糙度值小于!"2!#+$/，而精锻件一般为"#"+//，较高精度可达到"#"+1"#)"//，表面粗糙度可达到!"2 )#(1"#.$/。此外，采用精密模锻成形还可节约材料和机床。据有关资料，每)""万吨钢材由切削加工改为精密模锻，可节约钢材)+万吨，相应可节约机床)+"""台。

冷成形工艺的生产率比切削加工要高几倍到几十倍，材料利用率达-"*1’"*，在冷成形过程中，金属材料处于三向不等的压应力作用下，挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密；金属流线不被切断，而是沿着挤压件轮廓连续分布；同时由于冷挤压利用了金属材料冷变形的冷作硬化特性，从而使冷挤压件的强度大为提高。

国外已普遍采用冷成形工艺生产低碳钢、中碳钢和合金钢零件，重量由几克到几十克。冷成形的形状多种多样，如齿轮、齿条、同步齿圈、花键等。我国现在可以生产)("",$、!""",$、.""",$、+""",$、(&"",$以至)"""",$的各种型号的冷挤压机。

温锻是("年代至-"年代较为发展的新工艺，其工艺特点为把金属加热到再结晶温度以下（-""1

(""")）进行锻压。它具有冷锻和热锻之优点而克服了他们的缺点，减少了模具和压力机的载荷，改善了金属的流动条件，提高了材料的塑性，无需锻前退火。温锻成形的精度好，还可以将旋转体零件进行轴向无非边模锻，表面质量好，无拔模斜度，可不再加工。材料利用率最大可达(""*。

&采用局部连续成形设备的精密成形技术

（(）冷摆辗技术是+"年代才开始用于生产的一种压力加工方法，主要可以摆辗成形各种齿轮、齿条、同步环以及带杆法兰等，模具寿命高者可达("""", !""""件，还可以用来进行摆辗铆接，由于它具有省力、精度高、无公害等优点，许多国家都在积极研究和生产，中国式的摆辗机主要是代替大吨位平锻机热摆辗汽车半轴法兰。

（!）径向锻造又称精密螺旋锻造，也称为精密锻轴工艺。(-./年世界上第一台立式径向锻造机在奥地利制成，+"年代末期，已发展到计算机全自动控制，即可热锻，又可冷锻。可锻普通碳素钢，也可锻各种高合金钢及难变形金属，可冷锻薄壁管、光管、花键以及枪刺、枪管镗线、炮管镗线。国内外广泛用于国防工业。

（&）辊锻技术是工件塑性变形长度小于轧辊工作直径周长的纵向轧制，它主要用来模锻制坯。英国、德国、日本、俄罗斯等国已系列生产辊锻机，我国的贵州险峰机床厂也能系列生产辊锻机，最大辊锻机直径为!("""00，目前我国大约有(""多台辊锻机。目前我国的重庆青江机械厂、湖北谷城车桥股份有限公司、大连第二锻造厂、一汽集团、东北白城通业集团等单位都已熟练掌握辊锻生产工艺并用以实际生产。

（/）螺旋轧制是把轧辊做成螺旋孔形，利用斜轧运动原理制成各种回转体零件的一种加工工艺。1"年代，前苏联、日本、美国等国家采用这种方法高效率生产钢球、丝杆等产品，技术经济效果十分显著。我国于二十世纪."年代开始采用螺旋轧制生产球磨钢球。现在，我国的螺旋轧制技术取得了长足的进步，达到了世界先进水平，可生产多个回转体组成的复杂产品，例如汽车转向球销、三齿轮坯等，轧制产品的精度也大大提高。我国的工程技术人员还自行研制了单扩孔工艺、多头轧制工艺、深浅孔形工艺等，大大提高了我国螺旋轧制的技术水平。

（1）辗环最早用于生产的是德国蒂森机器公司瓦格纳工厂，距今已有一百多年历史。用辗环机生产工件具有精度高、节省材料、可加工大工件等特点。现在生产的辗环机大都采用计算机控制环件的尺寸、轧制速度、进给量、轧制力等，还能快速换模，辗压成形的无接缝环件锻面形状多种多样，应用范围广泛。

我国于1"年代引进这项技术，也能制造小型扩孔机，到-"年代，我国的冷成形辗环机及辗环工艺已接近世界先进水平，辗环工艺的应用范围也逐渐扩大。济南铸造锻压研究所研制的轴向2径向辗环机和武汉工业大学研制的直径!1""00形齿轮毛坯辗扩机都已采用微机控制，辗压成形的汽车后桥从动锥齿轮齿坯尺寸、精度已达世界先进水平，实现了节材节能目标。

/发展精锻技术时应注意的几个问题

（(）根据本单位所具有的锻压设备情况和本单位的经济实力来决定采用何种锻压设备和工艺。在经济实力许可的条件下，应尽可能选择较先进的锻压设备或购置新设备，这样可进一步提高劳动生产率，降低成本。

（!）在生产中应尽力提高坯料的精度和表面质量，最好采用高效率的精密下料方法以控制毛坯体积精度。

（&）对毛坯采用少、无氧化加热，减少热锻件与空气接触的时间，以控制坯料的表面质量。

（/）设计模具时，要选择较高强度和硬度的模具材料，模具材料的弹性回复量要小，同时要正确设计模具结构，以提高模具寿命。

参考文献

(雷家坤等#连杆锻造工艺机设备#锻压机械3(--1，（&）

!夏巨谌等#闭式模锻#北京4机械工业出版社，(--&#

&诸文俊等#浅滩国内外伞齿轮的精密模锻工艺#锻压机械，(-’1，（.）

/刘克璋#国外精密模锻工艺的发展#金属成形工艺3(-’+，（1）

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