有關(guān)鍛造技術(shù)應(yīng)用發(fā)展模式的研究

劉俊超

摘 要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動了鍛造技術(shù)不斷升級。鍛造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為獨立學(xué)科，同時隨著鍛造核心能力的提升，對應(yīng)企業(yè)鍛造系統(tǒng)不斷升級，促進(jìn)了其應(yīng)用能力的提升，為機(jī)械制造業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。實際工程中，鍛造技術(shù)隨著加工類型、鍛造方法而有所差異，為了保證機(jī)械制造業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展，需要切實提高鍛造技術(shù)的合理性分析，在滿足市場發(fā)展的前提下，充分提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鍛造技術(shù) 管理模式 優(yōu)化方法

中圖分類號：TG311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0105-02

傳統(tǒng)鍛造技術(shù)未受到業(yè)內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，其發(fā)展速度較慢，近年來，科技進(jìn)步、各行業(yè)快速發(fā)展，進(jìn)而帶動了經(jīng)濟(jì)水平、生活質(zhì)量不斷提高，鍛造技術(shù)的發(fā)展空間更加廣闊，借助相應(yīng)技術(shù)措施方法進(jìn)行管理，可充分帶動機(jī)械制造業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展。相關(guān)技術(shù)人員需要切實合理的考慮鍛造技術(shù)的升級，加強(qiáng)專業(yè)能力、業(yè)務(wù)水平的優(yōu)化，充分適應(yīng)時代發(fā)展的基本要求，提高對精密材料的加工鍛造能力，如高溫鈦合金材料等。

1 鍛造技術(shù)的分類

鍛造技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)中，具有作業(yè)效率高、構(gòu)件性能好的特點，對相關(guān)行業(yè)的進(jìn)展具有積極影響。科技進(jìn)步帶動該技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，對其應(yīng)用率具有一定的推廣能力。根據(jù)作業(yè)工具的不同，一般將其技術(shù)分為3種：第一，自由鍛造。借助簡單機(jī)械設(shè)備、工具等加工，實現(xiàn)小批量鍛造。該類鍛造方法的不足之處在于，無法保證設(shè)備達(dá)到精密性的計劃要求。該技術(shù)特點表現(xiàn)為：成本低、效率高。第二，模塊鍛造。借助鍛煉方法對模塊進(jìn)行敲擊，形成初步模型胚料后，根據(jù)設(shè)備需要的尺寸、規(guī)格等進(jìn)行后續(xù)加工。該方法的成本略有提高，并不適合小規(guī)模的加工處理，為此，模塊鍛造一般用于鍛件生產(chǎn)加工。第三，特種。借助專業(yè)設(shè)備進(jìn)行加工鍛造處理，該類作業(yè)方法需要采用特殊要求的設(shè)備，在大型鍛件結(jié)構(gòu)中較為常見。

2 鍛造技術(shù)的用途

2.1 等溫鍛造技術(shù)

該技術(shù)一般在鋁合金材料中進(jìn)行使用，該過程具有便于進(jìn)行控制、整體工序十分簡單、對應(yīng)變形能力差、無法保證后期質(zhì)地均勻的特點。由于該鑄件應(yīng)用廣泛，其使用效率大幅提高。國內(nèi)鍛造技術(shù)的發(fā)展較快，從20世紀(jì)80年代至今，其鍛造技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了對不同構(gòu)件的加工，經(jīng)歷了一個長期發(fā)展的歷程，核心技術(shù)不斷升級，可充分實現(xiàn)對組織結(jié)構(gòu)、使用效率的改善，充分實現(xiàn)了材料節(jié)約的目的。對不同種類構(gòu)件的處理能力大幅提高，是提高組織均一性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的最佳保證。

2.2 粉末鍛造技術(shù)

該技術(shù)一般是借助對粉末材料進(jìn)行加工的方法，借助工序之間的合理協(xié)調(diào)控制，可實現(xiàn)致密構(gòu)件的加工制造，力學(xué)性能十分優(yōu)良。工藝流程為：裝粉—壓制—脫?！獰Y(jié)—熱鍛。保證構(gòu)件質(zhì)地緊密。該工藝環(huán)節(jié)加工后的鍛件可提高材料使用效率、加工精度。同時，該方法作業(yè)手段具有加工程序少、成本低的優(yōu)勢，可充分適應(yīng)規(guī)模大、復(fù)雜度高的構(gòu)件。現(xiàn)階段，該技術(shù)在齒輪零件的加工中十分常見，可充分提高齒輪齒根位置的抗疲勞能力、抗沖擊能力，同時具有降低材料用量的優(yōu)勢，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

2.3 脹斷連桿鍛造技術(shù)

連桿鍛造加工環(huán)節(jié)中，該技術(shù)應(yīng)用較多，主要需要加強(qiáng)技術(shù)人員的專業(yè)能力優(yōu)化，同時需要考慮相關(guān)元素的添加比例，提高鍛件的合理性。國內(nèi)鍛造技術(shù)的發(fā)展中需要充分考慮工藝參數(shù)的選擇。該技術(shù)的設(shè)置參數(shù)中，溫度要求相對較為嚴(yán)格，需要控制在有效范圍內(nèi)，避免過高、過低溫度等導(dǎo)致的破壞狀況。提高日常加工工作的穩(wěn)定性，避免溫度過高引起連桿受損的狀況，此外，溫度過低將會導(dǎo)致連桿物理性能受到負(fù)面影響，如抗拉極限不足等。需要對流程進(jìn)行簡化處理，提高連桿結(jié)構(gòu)的合理性。

國內(nèi)脹斷連桿鍛造技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，主要難點在于各項參數(shù)的有效控制，如加熱溫度的控制，提高對脫碳層合理控制，同時提高鍛件韌性、抗氧化能力。避免鍛件全脫碳狀況的發(fā)生，一般脫碳時間不超過12 s，避免超標(biāo)狀況發(fā)生。冷卻速度需要與溫度對應(yīng)設(shè)置，可避免鍛件內(nèi)部發(fā)生鐵析出的狀況。

2.4 曲軸鍛造技術(shù)

該技術(shù)一般在汽車加工制造行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，近年來，國家汽車占有量不斷增加，對應(yīng)曲軸鍛造技術(shù)的發(fā)展較快，充分實現(xiàn)了對傳統(tǒng)鍛造技術(shù)的升級改造。該類技術(shù)與其他鍛造方法相比，具有加工復(fù)雜、精細(xì)度高的優(yōu)勢。如下料加工等操作，后續(xù)操作還需要加強(qiáng)鍛件的精修處理。該技術(shù)與其他鍛造技術(shù)相比，更加注重精細(xì)化、程序化處理，包括下料、制坯以及預(yù)處理、終極鍛造等方法。后期還需要對構(gòu)件進(jìn)行扭擰、調(diào)整處理，經(jīng)最終校正處理，可實現(xiàn)曲軸零件加工能力的最優(yōu)化。另一方面，國家科技進(jìn)步，信息行業(yè)、計算機(jī)行業(yè)快速發(fā)展，帶動了自動化控制技術(shù)在曲軸鍛造技術(shù)方面的發(fā)展，對鍛造效率的提升、質(zhì)量優(yōu)化具有積極影響，是未來發(fā)展的必然趨勢。

2.5 鍛造技術(shù)的發(fā)展

國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)進(jìn)步較快，帶動鍛造技術(shù)不斷升級，其加工制造程序更加精密，為了滿足當(dāng)下各行業(yè)構(gòu)件的基本需求，需要充分注重鍛造技術(shù)的創(chuàng)新，保證其應(yīng)用效果、機(jī)械性能滿足工業(yè)或生產(chǎn)需求。需要充分加強(qiáng)精密模塊的鍛造技術(shù)升級，在傳統(tǒng)普通模塊鍛造技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行精度升級化處理，提高材料環(huán)保性、精密性的要求，以期充分滿足工業(yè)發(fā)展需求。對科技進(jìn)步、工業(yè)升級、無飛邊溫模塊技術(shù)的發(fā)展引起重視。此外，大型構(gòu)件的加工處理，需要充分發(fā)展對應(yīng)大規(guī)模的鍛造技術(shù)，當(dāng)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，對大型設(shè)備的要求、使用率不斷增加，加強(qiáng)技術(shù)人員對大型鍛件的加工精度要求，是提高構(gòu)件合理性的關(guān)鍵。一般需要根據(jù)鍛件尺寸、重量等進(jìn)行鋼錠的尺寸規(guī)劃，充分避免其內(nèi)部發(fā)生結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降、疏松孔洞問題，提高鍛件的整體加工效果。再者，該技術(shù)的發(fā)展中，需要充分加強(qiáng)對鍛造速度的計算能力、成型優(yōu)化能力以及效率提升等方面的控制。

多元材料的加工中，其鍛造能力已經(jīng)成為主導(dǎo)未來機(jī)械發(fā)展方向的主要技術(shù)，經(jīng)濟(jì)進(jìn)步、技術(shù)升級，帶動更多新型環(huán)保材料逐漸出現(xiàn)，對應(yīng)可使用的原材料種類有所增加，可充分提高鍛件的加工質(zhì)量、物理性能，對日常生產(chǎn)、加工制造等具有積極影響。現(xiàn)階段，鎂合金、鋁合金材料是常見的鍛件材料，應(yīng)用范圍較廣。其合金材料具有精密成型、鍛件精度高的優(yōu)勢，是未來各行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。如航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，對應(yīng)裝備設(shè)施更加注重輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高韌性的要求，對應(yīng)鈦合金等材料的應(yīng)用日趨廣泛。國內(nèi)航空工業(yè)的鍛造中，F(xiàn)-22、F-35鈦合金用量已經(jīng)高達(dá)39%、27%，該材料占發(fā)動機(jī)總重的50%～60%。高溫狀況下，鈦合金屬于變形難度高的材料，加工范圍小、變形能力高，為此，對應(yīng)鍛造技術(shù)的難度大幅提高，技術(shù)要求相應(yīng)增加?，F(xiàn)階段，國內(nèi)航空鍛造能力已經(jīng)可以滿足第三代軍用飛機(jī)、發(fā)動機(jī)的批量要求，整體性能較為穩(wěn)定，對應(yīng)鍛件的加工精度、可控效果等良好，借助工藝調(diào)整可充分提高鍛件不同部位的特殊要求，滿足不同部位的特殊要求。

3 鍛造技術(shù)的主要問題和對策分析

3.1 發(fā)展中的問題分析

第一，鍛造技術(shù)的加工工藝有待提高。當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)發(fā)展較快，對應(yīng)各個構(gòu)件的加工要求相對較高，尤其汽車行業(yè)、航空行業(yè)的發(fā)展，需要加強(qiáng)鍛件加工的精度管理，必須切實滿足行業(yè)最低標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)鍛造技術(shù)大體發(fā)展成一定模式了，但與國外先進(jìn)鍛造技術(shù)相比，仍具有一定差距，尤其是精密零部件的加工。與其他工藝相比，鍛造工藝具有成本低、污染小、效率高的優(yōu)點，當(dāng)下精密產(chǎn)品的加工更是需要鍛造加工處理，如鐘表中的微小齒輪等。

第二，專業(yè)技能的人才缺乏。當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，理論知識豐富、專業(yè)經(jīng)驗豐富的作業(yè)人員相對較少，無法充分滿足精細(xì)加工、鍛造處理的要求，加強(qiáng)相關(guān)人才的培養(yǎng)十分重要?，F(xiàn)代加工制造行業(yè)中，鍛造技術(shù)重視程度有待提高。

3.2 對策

第一，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的引入，提高鍛造工藝的合理性。全球經(jīng)濟(jì)化大形勢下，增加國外先進(jìn)技術(shù)的引入，提高高新設(shè)備的引入，對鍛造技術(shù)的升級具有積極影響。充分考慮外來鍛造技術(shù)的可行性，避免全盤接收，需要充分考慮其適用性、合理性。

第二，大力培養(yǎng)相關(guān)人才，提高作業(yè)團(tuán)隊的綜合實力。國家相關(guān)部門以及企業(yè)需要重視鍛造技術(shù)的專業(yè)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)其業(yè)務(wù)能力、綜合能力的提升，提高對整體鍛造技術(shù)的重視，必要時需要加開對應(yīng)培訓(xùn)課程，借助實踐進(jìn)行業(yè)務(wù)能力的提升，建立對應(yīng)獎懲機(jī)制，提高作業(yè)團(tuán)隊的積極性。

4 鍛造技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

首先，鍛造成型產(chǎn)品正朝著精細(xì)化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。制造業(yè)需要充分提高工藝核心技術(shù)、成本及加工周期的有效控制。同時借助信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的融入，提高鍛造機(jī)械設(shè)備的自動化、控制化能力，為后期市場競爭打下良好基礎(chǔ)。工程實踐表明，傳統(tǒng)加工方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)下制造業(yè)的需求。充分升級換代對應(yīng)鍛壓設(shè)備，提高沖壓技術(shù)的核心價值，借助自動控制化發(fā)展進(jìn)行鍛造已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。

其次，鍛造技術(shù)正朝著多元化方向發(fā)展。當(dāng)下塑性產(chǎn)品開發(fā)較快，傳統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足基本條件的要求，借助仿真模型進(jìn)行新產(chǎn)品的開發(fā)，是當(dāng)下成形工藝發(fā)展的必然趨勢。如模擬預(yù)測鍛造坯料的溫度場、磨損量變化等。近年來，業(yè)內(nèi)學(xué)者針對鍛造環(huán)節(jié)中的坯料加工、組織變化的觀測逐漸深入，通過變形觀測可實現(xiàn)對坯料微觀組織的改變，提高了鍛件的整體力學(xué)性能。對應(yīng)仿真技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。

最后，鍛造技術(shù)成形加工更加重視環(huán)保化的要求。當(dāng)代加工制造業(yè)中的廢棄物種類多、污染大，為了維持人類共有家園，鍛造加工更加注重綠色加工方法的落實，結(jié)合環(huán)境影響、資源破壞問題等進(jìn)行加工鍛造。最終目標(biāo)是實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最低化，同時提高資源利用效率。鍛壓件生產(chǎn)中，無法避免環(huán)境污染問題，如噪聲污染、廢棄物污染等。國家交通行業(yè)、制造行業(yè)的發(fā)展，帶動了鍛壓工藝的快速發(fā)展，綠色鍛造是未來發(fā)展的必然趨勢。

5 結(jié)語

該文針對鍛造技術(shù)、應(yīng)用及分類等進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出了鍛造技術(shù)的發(fā)展前景。當(dāng)下加強(qiáng)鍛造技術(shù)應(yīng)用效率的優(yōu)化、提高作業(yè)團(tuán)隊的綜合實力是必然趨勢，可充分實現(xiàn)制造加工的長期穩(wěn)定性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘啟俊.探討鍛造技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（26）：38.

[2] 趙文閣.鍛造技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（1）：96.