精密锻造成形技术的应用及其发展
时间：2021-02-05 16:05:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]越精密的技术往往难度也越大，发展起来所需要的时间也越长，短期内生产效益就越低，但这不足以成为精密性技术发展的阻碍，而精密锻造技术发展也是如此。文章通过对精密锻造成形的技术分析，从利弊方面综合分析了目前的发展状况，应用情况，以及对其技术缺陷做出整理，对其未来发展做出良好预期。
[关键词]精密锻造成形技术 问题与措施 应用及发展
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0197-01
经济社会的发展，思维创新的提升，为人类带来的是生活质量的飞跃与对更高规格要求的挑战。精密锻造成形技术是各类机械装备实现精密制造与发展的基础保障。我们要追求的是高质量、自动化、绿色生产的发展前景。
一、精密锻造成形技术
1.1精密锻造成形技术的概念
精密锻造成形是指所成形的制件达到或接近成品零件的形状和尺寸，实现无切削量或少切削量机械加工，以降低制造成本。精密锻造成形是在普通锻造成形工艺的基础上逐渐完善和发展起来的一项新型成形技术，主要包含热精锻工艺（锻造温度在再结晶温度之上，热精锻材料变形抗力低、塑性好，但是因强烈氧化作用，工件表面质量和尺寸精度较低）、冷精锻工艺（在室温下进行，工件强度和精度高，表面质量好。冷锻成形过程巾，工件塑性差、变形抗力大）、温精锻工艺（在再结晶温度之下某个适合的温度下进行，突破冷锻成形中变形抗力大、零件形状不能太复杂、需增加中间热处理和表面处理工步的局限性，又克服了热锻中因强烈氧化作用而降低表面质量和尺寸精度的问题）、复合精锻工艺（发挥冷、温、热锻的优点，摒弃冷、温、热锻的缺点）、等温精锻工艺（指坯料在趋于恒定的温度下模锻成形，主要应用于锻造温度较窄的金属材料）五大方面。
1.2精密锻造成形技术的发展历程
工业化革命以后的很长一段时间，世界各国大都采用自由锻造的方法生产锻件。后来随着锻件需求的剧增以及各种机械零件设计的形状日趋复杂，自由锻远远满足不了要求，便产生了胎模锻和模锻。同时因不同形状锻件的成形需要，出现了挤压辗扩、辊锻等成形方法。近几十年来，为提高锻件尺寸精度，又出现了小飞边、无飞边闭式模锻、径向锻造、多向模锻、电热镦粗、摆动辗压、粉末锻造、滚轧、楔横轧、强力旋压和超塑性模锻等。为进一步提高锻件精度和适应精密成形技术发展的需要，又出现了闭塞锻造和采用分流原理的精密锻造成形等新的成形方法。原有的成形方法也在采用新工艺的基础上进一步得到了完善，并广泛采用了冷成形和温成形工艺。同时为了适应某些低塑性、难变形材料的成形，还采用了等温成形工艺。
二、精密锻造成形技术的应用
2.1精密锻造成形技术在汽车领域的应用
前轴是载重汽车上最大的锻件，其质量通常在70～130kg.对于载重汽车的前轴，北京机电研究所开发成功了载重汽车前轴“精密辊锻～整体热模锻”的精密锻造成形技术。此外，汽车差速器齿轮（直齿锥齿轮）是精密热模锻成形技术应用最普遍的一例。目前我国载重汽车的直齿锥齿轮绝大部分都是精密热模锻工艺过程生产的。其齿形精度达到8级，完全取代了切齿加工。
2.2精密锻造成形技术在船舶领域的应用
船舶领域的相关零件如冲压件、螺旋伞齿轮、减速机减速器、数控机床设备、传动机等，由于应用的精密性，无法用普通的粗加工器械完成制造，因此对精密性高要求的精密锻造成形技术便可以提供生产制造，再加上它的高度机械化自动化，生产用时短，可以满足数量要求。
2.3精密锻造成形技术在航空航天领域的应用
航空、航天、能源等重要制造领域所使用的主要结构锻件材料大多以高温合金、钛合金和高强度合金钢等为主，这些材料在飞行器和燃气轮机中大量成功应用，对提高发动机的推重比，提升飞行器速度，提高燃气轮机工作效率起着至关重要的作用。普通技术无法达到精度要求，另外一些复杂形状的零件，特别是一些难切削的复杂形状的零件；难切削的高价材料如钛、锆、钼、铌等合金；高性能、轻量化结构零件等也都采取精密锻造成形技术。
2.4 精密锻造成形技术在轨道交通装备领域的应用
高铁、动车组的运营安全源自于其车身下方转向架的可靠的质量。与传统的客车、货车等所谓的“火车”相比，高铁和動车组的转向架对于其零部件的性能要求更高，而这种高性能非一般板材焊接或铸件所能满足的。所以，高铁和动车组转向架上很多的结构件都采用锻造成形的方式来保证性能。近二十年来，随着中国高速铁路及轨道交通装备制造的迅猛发展，对于锻件的需求也与日俱增。精密锻造成形也就逐渐的在轨道交通装备制造领域被广泛的应用开来。精密锻造在轨道交通装备制造中主要应用在转向架关键受力件，比如制动盘（盘毂）、牵引杆、电机和齿轮箱吊杆等等。随着近年来环保节能要求的提高，降低整备质量成为各轨道交通装备制造企业的重要课题，7021、7050等高强铝（比如轴箱体、传动盘等）、6082、6351等焊接铝（比如车钩安装座、磁浮架托臂等）的精密锻造正在开展高铁、动车组转向架的应用。除此以外，精密锻造成形技术也在铁路道岔上得到广泛应用。
三、精密锻造成形技术的发展
3.1精密锻造锻造成形技术现状
为保证模具的使用寿命及锻件尺寸精度，要求锻造模具具有较高的硬度、表面质量及尺寸精度。另外，激烈的市场竞争要求锻造模具制造周期也越来越短。如何满足市场需求、保证锻造模具生产出来的精密模锻件产品的质量、提高生产制造效率是目前精密锻造乃至于整个模锻生产中面临的主要问题。另外，由于目前与精密模锻配套的下料、锻前加热等技术均存在一定的瓶颈，也在一定程度上制约了精密模锻技术的发展。
3.2对应策略及发展方向
为了满足成形零件的要求，降低生产成本，需要不断的开发成形精度高、模具寿命长 、生产效率高的精密锻造成形技术，且需要进行持续不断的工艺革新。随着成形零件工艺要求的不断提高，单一的精密锻造很难满足要求，这就需要开发复合成形工艺，将不同温度或不同工艺方法的锻造工艺结合起来，取长补短共同完成一个零件的加工制造。也可以将精密锻造工艺与其它精密成形工艺如精密铸造、精密焊接等工艺进行组合，提高精密成形工艺的应用范围和加工能力。此外，为了提高工艺设计的可靠性和高效性，开发基于知识的专家系统或是模锻仿真技术的应用是未来精密锻造工艺设计的重要研究方向。未来的精密锻造成形技术必然朝着数字化、自动化、智能化与绿色化方向发展。
四、结束语
对锻件产品的高性能及尺寸高精密度要求反映的是各种机械装备制造行业制造能力与买方技术能力的提升，总体反映的是行业科技的进步。在享受科技进步带来的便利与享受的同时，锻造企业要注意对质量的坚守，唯有质量可以信赖才是长久发展之道。此外，还需关注绿色发展与可持续发展的道理，因为发展是长久的事情。相信在不远的将来，精密锻造成形技术必定能在轻、重工业制造行业大放异彩。
参考文献：
[1]左宝. 精密锻造成形技术及应用[J]. 商品与质量， 2017.
[2]王玲珑. 精密锻造成形技术的应用及其发展[J]. 化工中间体， 2015.
[3]蒋鹏， 张淑杰. 先进精密锻造技术的类型与应用[J]. 锻造与冲压， 2017.
[4]罗皎， 李淼泉. 高性能整体叶盘制造技术研究进展[J]. 精密成形工程， 2015.
