摘要：汽车、摩托车以及其他机械产品都是一国制造业技术水平的重要标志,它的发展趋势也决定了汽车锻压工艺与装备技术的进步,当前发展趋势具有产品规模化、型号多样化、生产效率高、型号灵活变化、可共线制造、整车覆盖部件生产大型化和一体化等特征。这其中有一个精加工技术——精细铸造,因为它物料利用效率较好，很少需要磨削甚至无切削，生产成本较低等特点而被广泛应用于机械加工行业。本文着重阐述了冷锻、温锻、闭塞锻压、复合成型、精密热模锻和等温铸造成形等技术,及其中精密铸造已在我国国内汽车、航空航天和通用机械领域中的应用情况。 关键词：冷锻成形;温锻热锻;闭塞锻造;复合成形
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引言
随着中国机械制造业尤其是汽车和摩托车制造业的快速成长,以及国际竞争的日趋激烈,零件的产品设计和生产质量要求以实现高精度、高性能、高效率、低成本和低能耗为目标,已成为提高企业效益的重要方法,但常规等锻造技术已不能满足企业等需求，精密制造技术应运而生。
精密铸造技术,是以金属粉末(或者是金属和非金属粉末的混合物)为原料, 再由模具进行热成型烧结加工来生产的特殊金属、复合材料及各种产品的生产过程。粉末冶金在技术方面也是精密锻造的一种,且粉末冶金制造出来的产品精度要优于传统精密锻造技术制造出来的产品,而且产品一致性要更好一些。 一、多种精密锻造技术及其应用
1.1冷精锻成形
冷精锻成型就是使金属在常温下产生体积塑性变形并把其加工成为复杂部件的一种严格成形作业,主要有冷挤压和冷镦挤两种成形方式。冷锻金属材料还包括普通金属和黑金属,如:银、铝、钴、钛以及合金、中低碳钢与不锈钢等。冷锻选材应兼顾使用要求及工艺要求,并依据产品零件所需物理和化学及力学等性能指标,确定适宜的选材。并且在铸造前还必须先对钢材做软化处理,而坯料也必须做好表面处理和润滑处理,才能使用冷挤压,从而提高模具的寿命。由于这种方法是采用专用压力机及高精度模具把钢铁在常温状态下挤制成多种形状的机械部件,因而制得的成品精度高、强度高,并节省了材料及能源[1]通用机关零件。
1.2温精锻过程
xoy2温精锻工艺指再结晶温度以下某一合适温度下的精密锻造过程,碳钢和合金结构钢锻造温度为550-750°C,奥氏体不锈钢为250-350°C。具体的温度范围应按钢材不同的化学成分来确定,而这个温度范围应选择在金属塑性力显著提高、变形抗力显著降低、金属开始发生强氧化时。为了确保温锻顺利实施,可以在温锻过程中使用胶体石墨剂作为润滑剂。
可通过调节钢材锻造温度降低变形抗力以减少锻造设备吨位并提高模具寿命。温锻可不用磷化处理及中间处理,锻件仍能达到高精度及表面的低粗糙度。客流监测系统
1.3热精锻过程
热精锻过程是在高结晶度上的精确铸造流程,通常需要经过下材、预热、制坯、预锻、截棱、校正和精整等多个步骤,各工序确定原理与一般热模锻生产线类似。热精锻材料有变形抗应力小、表面塑性好、可成型为较复杂的铸件等优点,但也因为热氧化作用存在较大的问题,其表面质量和形状精度不高。
为了提高生产率,保证工件质量以及改善工人的劳动条件等,在锻造生产线上经常使用锻造机械手或者机器人进行工艺设计,在工艺设计中还必须兼顾毛坯的夹持部位,以及夹持的稳定性
等因素。为确保锻造温度的一致性和降低金属氧化,锻坯的加热方式通常需要选择感应加热。
1.4闭塞锻造
闭塞锻压技术是在同一种封闭型腔内,由二个以上模具的冲头单面或者双面运动,使金属挤压充满模穴而达到无飞边近净规格精锻件锻造工艺技术。上述的全封闭型腔,一般为上模和下模合模。但为了区别于一般的闭型模锻,封闭锻造需要在变压机浮动块所提供的位移和工作机械压强之外,增加的位移和工作压强以满足上、下模合模所要求的合模工作机械压力。
闭塞锻造能使一次变形得到大变形量及复杂型面,尤其适用于制造复杂零件,并可省略绝大多数切削加工的步骤，使生产成本大大降低。闭塞锻造在汽车、航空航天及其他工业零部件制造领域中发展很快。
1.5复合成形
综合成型是将各种形式的铸造工艺技术进行复合,或是将其它金属成型技术(如铸造、粉末冶金等)和铸造工艺技术进行复合,使变形金属受外力而发生塑性流动以获得生产要求的形
状、大小及性质的产品。通过复合精锻技术生产的工件在机械性能、形状精度和表面粗糙度等方面都获得了极大改善,所以复合精锻是现阶段精锻工艺的重要发展方向。
1.6等温锻造
等高温锻造也就是在铸造的过程中,将模具加热至与工件相同温度,然后用较小的变形速率、较长时间的保压时间来最大限度地减少温度变化。等温锻压机械能够克服工件高温和冷模作用的影响,也因此提高了锻压机械的高度复杂性、腹层和肋板之间的厚度,从而使模具在该温度下依然可以保持足够的工作寿命。等高温铸造成形一般用来铸造温度较窄的金属,如钛合金等[2]。
二、精密锻造成型技术的发展动向
在制造业不断发展的背景下,精密锻造技术得到了越来越多的运用,对于制造工艺也提出了更高的要求,其发展的主要方向如下:
2.1锻造过程计算机模拟技术的研究
考虑到锻件内部通常会存在收缩孔隙、偏析以及颗粒粗大等问题,通过建立多场耦合数值模拟模型以及利用计算机仿真来替代铸造试验,是对锻造中机械成型原理研究的有力手段之一。计算机在模拟以高温和高压运动为主的过程中金属的成形,由流动的温度场、应力场、应力点和反应场这些物理量和材料化学成分共同决定了金属的运动情况、缺陷及微观组织演化。
2.2锻造的操作过程向智能化、柔性化演变
在汽车、摩托车和航空航天行业快速发展的大背景下,国际市场的激烈竞争推动了各个行业产品更新换代的速度显著提高,在缩短了产品市场寿命周期的同时,产品品种也越来越多,而原来加工单一品种的高刚性生产线等传统型生产线已经不能满足这一特点和国际市场形势变化的需要了,于是它的升级换代产品就以高柔性、高效率的自动化锻压设备,而成为当今世界冲压技术与设备的主流趋势[3]。
三、结束语
环保生产是指充分考虑环境和自然资源效益,以生产全加工周期中环境影响最少、自然资源
效益最高为宗旨的先进生产方法。锻压产品由于其自身特点,在锻压设备和操作环境中资金耗费很大,且污染也很严重。当前我国仍有大量的老式锻压设备正在制造中,严重污染了环境,同时资源利用率也不高,产品精度差。因此绿精密锻造成形技术必然会成为锻造行业的发展趋势。
参考文献：c型变压器
［1］齐卫东.锻造工艺与模具设计.北京：北京理工大学出版社，2017.
［2］周宛如，于怀君.锻工工艺学.北京：中国劳动出版社，2016.
［3］ 王忠雷， 赵国. 精密锻造技术的研究现状与发展趋势. 精密成形工程，2019，7.韩先良
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