新型锻压技术的发展趋势是什么(锻压工艺技术发展)

生活百科 2023-04-29 11:34生活百科www.xingbingw.cn

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许还山

摘要在现代制造业中,锻件的结构越来越复杂,精度要求也越来越高。对制造成本的要求越来越低,对周期的要求越来越短。锻造技术面临着技术升级的挑战,也面临着跨界技术的竞争。为了迎接挑战,适应激烈的市场竞争,锻造技术的创新已成为其继续生存和发展的关键。随着锻造技术人员不断攻关,温锻、半固态模锻、摆辗、液压成形、爆炸成形等多种锻造新技术不断涌现,引领着锻造技术发展的新趋势。

关键词锻造技术;温锻;半固态锻造;旋转锻造;液压成形;爆炸成形

跨界竞争已经来临,并深刻影响着各行各业,锻造技术不可避免地受到跨界技术的冲击。面对复杂结构、高精度、低成本等指标的苛刻要求,自由锻、热锻、冷锻等传统锻造技术的简单升级已经难以满足市场需求。在这种背景下,锻造技术的革新已经悄然来到我们身边,而且愈演愈烈。

1.温锻——介于热锻和冷锻之间的技术对于钢锻件来说,高于再结晶温度的锻造通常称为热锻,低于再结晶温度的锻造称为温锻[1](见图1),常温锻造称为冷锻。温锻是介于热锻和冷锻之间的一种锻造工艺。通常预锻温度950,终锻温度750,成形阻力明显低于冷锻。与热锻相比,其规模小,表面脱碳轻微,锻件尺寸变化小,可获得精密锻件,得到广泛应用。温锻工艺流程下料预锻终锻(成型)检验。,温锻工艺的应用与锻件材料、锻件尺寸、锻件复杂程度密切相关。对于结构复杂、精度要求高的零件,需要实践探索最优的温锻工艺,有时甚至采用热锻粗成形、温锻成形和冷锻成形相结合的成形方法。

图1温锻示意图

图2半固态模锻成形原理

2.半固态模锻——锻造与压铸原理的结合20世纪80年代,金属零件半固态成形的概念最早由麻省理工学院提出。所谓半固态模锻,就是对固液金属混合浆料进行模锻的方法,即通过将坯料加热至液相体积占50%左右的半固态材料,然后在预热温度略高的模具型腔内进行半固态成形,获得接近成品尺寸的所需零件的最经济的工艺方法(见图2)。它是一种介于压力铸造和普通模锻之间的近净成形技术。半固态成形工艺流程金属液搅拌凝固半固态坯料输送成形检测。

半固态模锻有许多优点。,由于半固态金属坯料在足够的压力下凝固结晶,组织致密,晶粒细小,可以获得较高的力学性能。,这种工艺可以实现高度自动化,成品率极高。第三,由于半固态合金材料的粘度高于熔融金属,金属在压力下可以形成层流,可以均匀地充满型腔。特别是在模锻结束时的高压作用下,薄壁件可以得到很好的填充,可以形成结构复杂的薄壁件。第四,成形零件接近成品尺寸,大大减少了加工余量,大大提高了材料利用率。第五,与普通模锻相比,成形压力小得多,可以使用小吨位压力机,可以延长模具寿命。

3.摆辗——模锻与振动挤压原理的结合摆辗又称径向锻造,常采用两个或两个以上的模具。使它们围绕bi的外径旋转

摆辗技术有其独特的特点。,旋锻件具有连续的纤维流线,强度优于切削件。,摆辗零件的表面粗糙度质量随着毛坯截面压缩量的增加而提高,一般比切削面好,能提高配合精度。第三,摆辗零件表面产生压应力,提高锻件的抗弯强度。抗拉强度低的廉价材料可以用来代替一些昂贵的材料进行摆辗。第四,简单利用摆辗技术(见图4)可以获得一些独特的工艺效果,如管壁内外局部加厚、内外非圆形管端成型、管件与实心轴的摆辗组合等。

4.液压成形——模锻与吹塑原理的结合液压成形是指一种利用液体作为传力介质或模具来成形工件的塑性加工技术[4](见图5)。该技术的成型原理与吹塑非常接近,但不同的是介质由气体变为液体,介质的传递压力远高于吹塑。在成形过程中,只需要一个凹模或凸模,相应地使用液体介质作为凸模或凹模,这样就省去了一半的模具,可以成形许多刚性凸模无法成形的复杂零件,如带有小型腔的零件。,在液压成形过程中,液体作为传力介质,具有实时可控性,通过压力的闭环伺服控制,可以按照给定的程序精确控制压力。

液压成形适用于复杂管、板、壳的成形,在机械制造业有着广泛的应用前景。对于形状比较复杂的管材和板材,在室温下很难成形,也可以在液压成形前将管材或板材连同模具一起加热到一定温度,这就形成了一种新技术,即热液压成形技术。

图3闭式摆辗机工作原理

图4旋转锻造复杂短柱和复杂管件

5.爆炸成形——液压成形与吹塑原理相结合爆炸成形是指化学物质爆炸瞬间产生高压冲击波,以脉冲波的形式作用于坯料,使其发生塑性变形,并以一定速度附着在模具上,完成成形过程[5](见图6)。冲击波对坯料的作用时间为微秒级,仅占坯料变形时间的一小部分。这种高速变形机制与常规锻造有本质区别。爆炸成型的原理类似于吹塑成型,材料通过压力附着在阴模上。不同的是压力源不同,一个是吹出来的气体的压力,一个是爆炸产生的冲击波的压力。

爆炸成形技术具有广阔的应用前景。,它适用于生产形状复杂的大型零件,特别是当零件的尺寸达到要求的压力,超过现有压力机的能力时。,这种方法也适用于难加工的高强度耐热金属和表面粗糙度要求高的大型零件的成形。

图5液压成形原理

图6爆炸成形原理

6.结论随着市场需求的不断变化和基础科研的不断进步,锻造技术也在不断突破和创新。创新的理念不仅来自锻造技师的努力和提高,更来自突破思维定势的跨界思维方式。在这一思想的指导下,温锻、半固态模锻、旋锻、液压成形、爆炸成形等锻造新技术应运而生。被不断地生产并应用于金属零件的生产。发展和创新正引领锻造技术走向更广阔的发展天地。

参考

[1]王德林,陆有根,吴冰。温、冷精锻技术的应用及发展趋势[J].热加工技术,2013,42 (5): 107-110。

洪,曾。铝合金半固态模锻的应用与发展[J]锻造技术,2004,29 (4): 5-7。

[3]张琦,穆东,金凯洽

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