鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法,鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。
通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu),同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。
大型鍛件行業(yè)從廣義上講,是將鋼鐵及特種合金材料通過深加工將其變成與相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套的零部件產(chǎn)品的制造行業(yè),其產(chǎn)品不是最終的工業(yè)消費(fèi)品,所以大型鍛件行業(yè)的發(fā)展與上游的原材料供應(yīng)商和下游行業(yè)設(shè)備制造商存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。中國各行業(yè)對重大技術(shù)裝備的需求日益迫切,使得大型鍛件市場迅速擴(kuò)容。
鍛件是金屬被施加壓力,通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。這種力量典型的通過使用鐵錘或壓力來實(shí)現(xiàn)。鍛件過程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu),并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn)實(shí)使用中,一個正確的設(shè)計(jì)能使顆粒流在主壓力的方向。
鍛造類別上面提到,根據(jù)鍛造溫度,可以分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。
根據(jù)成形機(jī)理,鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環(huán)、特殊鍛造。
1、自由鍛。指用簡單的通用性工具,或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力,使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。 采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱為 自由鍛件。
自由鍛都是以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主,采用鍛錘、液壓機(jī)等鍛造設(shè)備對坯料進(jìn)行成形加工,獲得合格鍛件。 自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接等。自由鍛采取的都是熱鍛方式。
2、模鍛。模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件,模鍛一般用于生產(chǎn)重量不大、批量較大的零件。模鍛可分為熱模鍛、溫鍛和冷鍛。溫鍛和冷鍛是模鍛的未來發(fā)展方向,也代表了鍛造技術(shù)水平的高低。
閉式模鍛和閉式鐓鍛屬于模鍛的兩種先進(jìn)工藝,由于沒有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴(yán)格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進(jìn)行測量,努力減少鍛模的磨損。
3、碾環(huán)。碾環(huán)是指通過專用設(shè)備碾環(huán)機(jī)生產(chǎn)不同直徑的環(huán)形零件,也用來生產(chǎn)汽車輪轂、火車車輪等輪形零件。
4、特種鍛造。特種鍛造包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態(tài)模鍛等鍛造方式 ,這些方式都比較適用于生產(chǎn)某些特殊形狀的零件。
例如,輥鍛可以作為有效的預(yù)成形工藝,大幅降低后續(xù)的成形壓力;楔橫軋可以生產(chǎn)鋼球、傳動軸等零件;徑向鍛造則可以生產(chǎn)大型的炮筒、臺階軸等鍛件。
目前,我國主要自由鍛件企業(yè)主要集中于西南、東北、華東、華北以及環(huán)渤海地區(qū)。具體分布省市主要有四川、重慶、遼寧、上海、天津、山西及山東等省市。此外,在國內(nèi)各地區(qū)還分布少數(shù)中、小型企業(yè),但這些企業(yè)的生產(chǎn)能力、技術(shù)水平及市場競爭力等方面均較弱,在行業(yè)整體中占相當(dāng)小。大型鍛件行業(yè)主要的消費(fèi)區(qū)域集中在環(huán)渤海、長三角與珠三角地區(qū),其他地區(qū)相對較為零散。
大型鍛件的消費(fèi)行業(yè)主要集中在電力設(shè)備、船舶、石化設(shè)備、冶金設(shè)備、礦山機(jī)械設(shè)備等行業(yè)。受下游等眾多行業(yè)的帶動,我國大型鍛件的消費(fèi)量增長十分迅猛。鍛件消費(fèi)量年均增長速度高于產(chǎn)量年均增長速度,顯示出我國自由鍛件產(chǎn)品供不應(yīng)求。