探讨现代技术角度下的锻造工艺技术

摘要：锻造是一种为了提升金属材料的机械性能，或者获得一定形状的加工方法，随着工业化程度的加强，锻造在现代工业生产中越来越具有重要的地位及作用。它是利用了一定的冲击力及压力的方法，使得金属材料改变原有的形状或者性能，从而获得需要的形状及尺寸的一种方法。本文对锻造的技术进行了简单介绍，以达到对更科学的方法进行探究的目的。

关键词：锻造；多工位高速锻造；方法

对于金属材料及零件的成型一般都要经过锻造工艺。它不仅可以使零件获得较好的机械性能，还可以改变其形状也适应使用的要求。现代技术的发展，使得高科技及技术应用日趋广泛。在锻造技术及工艺上，也显现出了一定的技术含量。比如常见的冷温锻造技术、精密锻造技术及多工位高速锻造技术等。本文将逐一进行介绍。

1 .精密锻造技术

科学技术的发展，在工业化生产中，涌现出了很多新技术新工艺。在锻造技术上，也扩展了多种工艺，比如复合工艺、等温工艺以及热、冷工艺等。它是根据金属在锻造工程中成型的温度进行区别的。

1.1. 热精锻

热温度下的精密锻就是一种锻造工艺，只是这种工艺特殊、精密。它需要的温度通常在再结晶温度的上面。对于一些复杂的工件，在选择锻造工艺时，一般都会选用热温度下精密锻造工艺。由于工件需要的条件不同，它需要具有很高的塑性及很低的抗变形能力。但在这种工艺下的锻造实际也存在一定的问题。比如有些工件在尺寸上精度很差，离国家标准太远，而有些工件，表面质量太差等，后经发现，这都是因为使用热温度下的精密锻造工艺的结果。皆因为此项工艺有着很强的氧化性。瑞士哈特贝尔作为世界最为著名的热精锻设备制造商，他的产品AMP20S、AMP70系列等等应用广泛，在世界都享有很高的声誉。其中以AMP50 和AMP70由于其技术先进最为受到欢迎。它的先进性主要有：第一，在使用切割时，通过一次加热便可以实现全部过程。因此，可以大量节约切割费用；第二，通过使用热精锻模型，减少了使用材料，成本也有所降低；第三，在热温度下精密锻造的工件其变形流动性要比在低温下好。换句话说，如果需要多强度及硬度的零件时，非常适合选用热精锻工艺。如今的市场竞争如此激烈，任何一个企业想要赢得声誉，都需要从其产品上获得。因此，在进行产品生产时就需要采用新型技术。而热温度下的精密锻造工艺恰巧符合了这个要求。

1.2. 冷精锻

冷精锻形状复杂，锻件的种类很多，成形压力也比普通的压力要高出很多。因此，在成型过程中，需要很大的难度。它的技术特点是：材料会有很高的利用率，生产效率很高，其加工形状比起其他工艺锻造的零件要复杂，产品在尺寸上有着很高的一致性，且精度好，同时，零件的使用寿命较长，有着很高的机械强度。这种工艺最适合批量生产、无法使用切削工艺的金属器件。因此，在汽车、摩托车以及一些传动性部件上，都有极为广泛的应用。现在我国很多传动部件都已经使用了冷精锻来加工并锻造。当前这种技术已经形成了两个发展趋势：1）高经济性精度；2）零件有着很广泛的使用范围。

1.3. 适宜温度下的精密锻造

这种技术主要在温度上与其他锻造工艺有差别。适宜温度下的精密锻造就是选用合适的温度下的一种锻造工艺，也称作温精锻工艺。它介于冷精锻与热精锻之间，克服了冷精锻在成型中变形抗力大、需中间加热等缺点，又客服了热精锻中强烈的氧化作用，因此，具有这两者的全部优点。这种技术突破了一些难题，但也存在一些弱点，就是它对设备的要求很高，对模具的要求也很高，无形中增加了投资成本。

1.4. 复合精锻

在一个工件上，使用了冷精锻、热精锻、温精锻三种工艺组合共同完成的锻造技术就是复合精锻。它集合了以上三种工艺的优点，却克服了以上工艺中的不足。使得工件在尺寸精度、性能强度及表面光亮度上都有所突破。

1.5. 等温精锻

这种锻造工艺经常被使用在铝合金、钦合金等成形工艺中。因为这些工件的自身特点决定了它们在锻造过程中需要采取的方式。采用等温精锻工艺相比于其他方式及工艺，很高效也很经济。

2. 多工位高速锻造技术

多工位高速锻造与传统工位锻造的区别很大，它一般不适合使用在预锻工位模具设计及生产中，那样会出现载荷量大、填充质量差等情况。但是，这种技术，节能降耗，降低成本，已经作为新技术在国外得到了普遍应用。它在汽车配件，工程机械中有着最为广泛的应用。它的高速成形、高速传递及加工硬化的效应使之简化了工序，节省了设备的投资及能源，是一种极为先进的成形技术。

2.1.锻造特点

这种工艺，利用了高速剪切下料的方法，保证了毛坯的表面质量和内在精度。各工位间通过机械钳完成自动送料，再通过可调式机械手把工件在相应位置固定后，传送到下一工位。利用同一台机床便可以实现各类精密锻件的加工。其优点在于：料损少，只剩下不能应用的料头及料芯。使得材料有了很高的利用率。锻件的余量及公差较小，精度很高。小时产件在1800至3000件之间，生产率很高，且自动化程度很高。此外，其模具具有很高的使用寿命，在3万至10万件之间。

2.2.技术中存在的问题

对锻造工艺进行研究人员很多，也取得了一定的成就。并对不同零件研发了相关的锻造设计系统。并且在提升锻件质量上，一致认同将优化方法与有限元模拟结合的方法最为有效。但对于多工位高速锻造工艺而言，研究的不多，且在优化领域主要有以下几个问题：1）由于与传统锻造工艺不同，除了要求降低载荷及填充饱满外，还要对载荷的平衡及承载能力进行预计；这种工艺作为典型的变量，目标多，约束条件多，想要根据这些特点来设计需要的优化模型有很大难度。2）耗费时间。对于这种工艺，全模拟过程的实践花费很多。3）目前市场上，还没有可以对锻造工艺进行优化的集成软件。很多的程序及工序都需要人工进行手工完成。因此，在实际使用中，要如何利用原有的优点进行优化，并建立准确的模型，必须要对其进行高效优化方法的探寻。从流程开始，对自动化的集成系统进行开发，已经成为了工位高速锻造工艺的主要发展方向。

3. 结语

现在的世界经济及科技高速发展，汽车上一些装备都随着新产品的问世而得到了很大发展空间。各个行业及企业对于锻造件的要求标准也越来越高，因此，对锻造工艺及锻造技术的要求也随之增高。只有熟练掌握各种锻造技术，把各种锻造工艺进行紧密的结合，才能达到低成本、高质量的目标。

参考文献：

[1]赵新海，赵国群，王广春，等.锻造预成形多目标优化设计的研究[J].机械工程学报，2012

[2]赵新海，虞松，赵国群，等.控制形状和变形的锻造预制坯多目标优化设计[J].山东大学学报，2011.

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