精密鍛造成形技術的應用及其發展

謝廷林

摘要：隨著經濟和科學技術的發展，常規的鍛造技術已經不能滿足發展的需求了。精密鍛造成形技術在航空航天、船舶、通用機械、汽車、兵器等領域的應用越來越廣泛，越來越受到人們的關注。本文將就精密鍛造成形技術的種類進行介紹，并對其發展趨勢進行闡述。

關鍵詞：精密鍛造；復動鍛造；分流鍛造；等溫鍛造

引言

精密鍛造成形技術，指的是在零件基本成形后，只需少許加工或無需加工就可以使用的零件成形技術，又稱近凈成形技術。這種技術是以常規鍛造成形技術為基礎發展起來的，是由計算機信息技術、新能源、新材料等集成的一門應用技術。現階段，精密鍛造成形技術主要用在精鍛零件和精化毛坯等方面。

1.精密鍛造成形技術的種類

精密鍛造成形技術，它的優勢很明顯，成本低、效率高、節能環保、精度高等。這種成形工藝種類很多，按成形速度劃分：高速精鍛、一般精鍛、慢速精鍛成形等；以鍛造過程中金屬流動狀況為標準劃分：半閉、閉式、開式精鍛成形工藝；按成形溫度劃分：超塑、室溫、中溫、高溫精鍛成形等；按成形技術分為：分流鍛造、等溫鍛造、復動鍛、復合成形、溫精鍛成形、熱精鍛成形和冷精鍛成形等。按成形技術對精鍛技術進行的劃分，已經成為了生產中人們習慣分類方式[1]。

1.1.分流鍛造

分流鍛造技術的重要環節是在模具或毛坯的成形部分建立一個材料的分流通道，以確保良好的填料效果。使用這種技術時，在型腔填滿材料的的過程中，一部分材料留下分流通道，形成分流，這樣有助于填滿難成形的部分。

分流鍛造的優點在于這種技術能夠避開封閉裝置，在成形齒輪類零件時具有良好成形效果，能夠達到所需精度，不需要成形后的再加工，模具壽命長。

1.2.復動鍛造

復動鍛造，又稱閉塞鍛造，這種工藝是最先進的精鍛技術之一。這種技術是通過一個沖頭在封閉凹槽內部單向擠壓或是用兩個沖頭雙向復動擠壓而使得金屬一次成型的，成型的零件屬于無飛邊的近凈精鍛件。之所以要用閉塞鍛造，是為了使材料使用率上升，降低加工工序的復雜度。

閉塞鍛造能夠做到通過一次操作而成形復雜的型面并取得很大變形量，在生產復雜零件時能夠省去絕大多數的切削，有效降低成本。

1.3. 等溫鍛造

等溫鍛造指的是在恒定溫度下將胚料在模具中鍛造加工成精鍛成形零件的工藝。與常規鍛造相比，等溫鍛造能夠將毛坯的加熱溫度控制在一定范圍內，使鍛造過程中的溫度大致相等，大大改善了在加工過程中模具因溫度驟變而發生的塑性變化。由于等溫鍛造的工藝特點，特別適合對形變溫度很敏感的材料或是難成形的材料的精鍛，如鎂合金、鋁合金等[2]。

1.4. 復合精鍛成形

復合精鍛成形工藝，指的是整合使用多種鍛造方法的技術，或是將其他材料成形技術和鍛造工藝組合使用。傳統工藝的加工材料和零件具有很大局限性，在傳統工藝基礎上發展起來的復合工藝不僅能夠揚長避短，結合各家之長，而且還在加工對象的范圍上得到了擴展。

1.5. 溫精鍛成形

溫精鍛成形技術是在再結晶溫度以下尋找一個合適的溫度作為加工溫度的一種精密鍛造技術。在選擇溫度時，最好選擇金屬塑性變形最好的時候，且要在沒有發生強烈氧化之前。

1.6. 熱精鍛成形

熱精鍛成形技術是在再結晶溫度以上尋找一個合適的溫度作為加工溫度的一種精密鍛造技術。但是和溫精鍛技術相比，它由于選擇的溫度較高，會發生劇烈氧化，致使鍛件表面質量較差，鍛件精度不足。

1.7. 冷精鍛成形

在不加熱的情況下鍛造金屬材料，稱為冷鍛，主要有冷鐓擠和冷擠壓兩種技術。和其他工藝相比，它的優點是工件形狀容易把握，不會出現因高溫而產生的形變，缺點是在變形過程中的阻抗大、工件塑性差等。

2.發展趨勢

2.1. 精鍛產品

精鍛產品的發展趨勢是向優質化、精密化和復雜化發展。隨著制造業的發展和進步，以及生活標準的提高，人們對鍛造產品的精度、品質和品種的要求也越來越多。和其他工藝比較，鍛造工藝的優勢有：節能環保、生產周期短、成本低廉等。在生產應用上，使用鍛造工藝的產品也越來越多，如：螺旋傘齒輪、手表用小齒輪等。

2.2. 設備過程

柔性化、智能化、自動化是精鍛技術設備和工藝過程的發展趨勢。隨著技術的發展，各行業也在飛速發展，產品種類的豐富和行業的繁榮帶來了更劇烈的市場競爭。而傳統的工藝過程和生產設備已經不能滿足這種發展需求，設備和工藝的改革便開始了。新興起來的高效、高柔性的自動鍛壓設備在設備發展中已經成為了主流，除此之外，機械手在工藝操作過程中的使用也已經越來越普遍，精鍛工藝已經在向智能化方向前進。

2.3. 鍛造技術

社會發展和行業發展的多元化使得鍛造技術也在向多元化發展。傳統的鍛造工藝是在知識和經驗基礎上發展起來的，通過不斷“試誤”，逐步確定工藝設計。而這種方式已經無法滿足大規模和個性化生產的需要了。虛擬仿真等現代先進技術已經逐漸在制造行業中占有一席之地，成為執行鍛造技術時不可或缺的一種技術支持。

2.4. 鍛造成形工藝

工藝的革新是各個行業所面臨的問題，鍛造工藝的也需要不斷革新，且要以精細化和環保化為發展方向。精密儀器的零部件的需求越來越大，這些零部件對生產工藝的要求在不斷提高，這就使得鍛造成形工藝需要不斷地精益求精。所謂環保化，就是指要綜合來看鍛造工藝對環境和資源的利用率的影響，以對環境影響最小化和資源利用率最大化為鍛造成形工藝的目標來發展。

3.總結

隨著制造業科研力度的加大，新型鍛造工藝逐步涌現，工藝越來越完善和精湛，不僅在生產上能夠以低成本和優質的加工工藝為制造商贏得豐厚的利潤，給消費者提供優質產品，而且良好的工藝在環保節能上也做出了突出貢獻。精鍛成形技術將會越來越受到大家歡迎，其市場潛力和科研潛能也是不可限量的。

參考文獻：

[1]胡亞民.付傳鋒.精鍛成形技術60年的發展與進步[J].金屬加工（熱加工），2010，5（12）：98-99.

[2]伍太賓.精密鍛造成形技術在我國的應用[J].精密成形工程，2010，9（23）：6-7.

[3]王忠雷.趙國群.精密鍛造技術的研究現狀及發展趨勢[J].精密成形工程，2009，4（16）：78-80.