鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、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生的鑄態疏松等缺陷,優化微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,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產業配套的零部件產品的制造行業,其產品不是最終的工業消費品,所以大型鍛件行業的發展與上游的原材料供應商和下游行業設備制造商存在較強的關聯性。中國各行業對重大技術裝備的需求日益迫切,使得大型鍛件市場迅速擴容。
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現。鍛件過程建造了精致的顆粒結構,并改進了金屬的物理屬性。在零部件的現實使用中,一個正確的設計能使顆粒流在主壓力的方向。
鍛造類別上面提到,根據鍛造溫度,可以分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。
根據成形機理,鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。
1、自由鍛。指用簡單的通用性工具,或在鍛造設備的上、下砧鐵之間直接對坯料施加外力,使坯料產生變形而獲得所需的幾何形狀及內部質量的鍛件的加工方法。 采用自由鍛方法生產的鍛件稱為 自由鍛件。
自由鍛都是以生產批量不大的鍛件為主,采用鍛錘、液壓機等鍛造設備對坯料進行成形加工,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、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受壓變形而獲得鍛件,模鍛一般用于生產重量不大、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展方向,也代表了鍛造技術水平的高低。
閉式模鍛和閉式鐓鍛屬于模鍛的兩種先進工藝,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,應注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進行測量,努力減少鍛模的磨損。
3、碾環。碾環是指通過專用設備碾環機生產不同直徑的環形零件,也用來生產汽車輪轂、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、液態模鍛等鍛造方式 ,這些方式都比較適用于生產某些特殊形狀的零件。
例如,輥鍛可以作為有效的預成形工藝,大幅降低后續的成形壓力;楔橫軋可以生產鋼球、傳動軸等零件;徑向鍛造則可以生產大型的炮筒、臺階軸等鍛件。
目前,我國主要自由鍛件企業主要集中于西南、東北、華東、華北以及環渤海地區。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,在國內各地區還分布少數中、小型企業,但這些企業的生產能力、技術水平及市場競爭力等方面均較弱,在行業整體中占相當小。大型鍛件行業主要的消費區域集中在環渤海、長三角與珠三角地區,其他地區相對較為零散。
大型鍛件的消費行業主要集中在電力設備、船舶、石化設備、冶金設備、礦山機械設備等行業。受下游等眾多行業的帶動,我國大型鍛件的消費量增長十分迅猛。鍛件消費量年均增長速度高于產量年均增長速度,顯示出我國自由鍛件產品供不應求。