精密锻造技术现状以及发展探析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月7期   作者:王旭靖
[导读] 精密锻造技术在工业领域有着重要的应用价值,依托于精密锻造技术,能够保证工业零件质量提高。
        王旭靖
        山西煤矿机械制造股份有限公司  山西省太原市  030000
        
        摘要:精密锻造技术在工业领域有着重要的应用价值,依托于精密锻造技术,能够保证工业零件质量提高。精密锻造在汽车、航空等行业应用广泛,各个行业在技术进步的同时,对于精密锻造技术的要求也不断提高。
        关键词:精密锻造技术;零件加工;温度控制;塑型性能
        
        精密锻造技术按照不同的分类原则,可以分为热精锻造技术、冷精锻造技术、温精锻造技术,以及闭塞锻造技术、分段锻造技术等,通过不同的精密锻造技术应用,可以保证工业零件加工目标的有效实现。精密锻造技术的发展,需要以提高锻造质量、强化锻造效率等为主要方向,确保工业锻造水平的不断提高。
一、精密锻造技术
(一)从精密锻造技术温控角度分析
        1.热精锻造技术
        精密锻造技术目前已经较为成熟,以温度为精密锻造技术切入点,可以分为不同的工艺技术形式。热精锻造技术主要运用于对零件塑型要求较高的领域,热精锻造技术中需要对温度进行提升,保证锻造材料能够结晶,从而加强塑型能力,并未保证零件塑型后不易发生形变。热精锻造技术中,温度起到非常关键的作用,由于高温会影响到锻造材料性能,尤其是温度过高时,会导致很多金属锻造材料出现表面氧化现象,给零件塑型和制造带来影响。在热精锻造技术中,在高温状态下加强工艺技术的控制能力,保持锻造材料性能不发生改变[1]。热精锻造技术实践的一个难点,是锻造材料在高温下出现形变时,会导致零件尺寸精确度降低,锻造过程中对零件尺寸的测量结果无法达到相应的准确程度,容易出现残次品。在热精锻造技术发展中,基于高温控制的工艺需求,采用分流降压方式能够较好地辅助完成零件塑型,降低零件形变的影响。热精锻造技术在我国工业行业中应用较晚,很多工艺技术难点还有待继续研究和突破,就目前工业制造中的锻造技术使用情况来看,热精锻造技术塑型能力强,在复杂的零件锻造加工方面具有较好的应用效果。
        2.冷精锻造技术
        工业零件制造加工中,冷精锻造技术应用也较为广泛。冷精锻造技术从温度方面更容易控制,这主要与冷精锻造技术工艺特点相关,冷精锻造技术在常温下就可以进行,从而最大程度避免了对锻造材料性能的影响。由于冷静锻造技术无需对温度进行改变,降低了锻造成本,并且使工业零件加工生产过程更加简单易操作。冷精锻造技术应用中,由于消除了温度干扰,锻造过程也变得更加可控,对于锻造材料的塑型而言,能够准确掌握零件的尺寸和形态,无需考虑锻造塑型中的形变情况。基于冷精锻造技术工艺,工业零件制造加工时,可以最大程度确保性能与质量满足锻造要求[2]。冷精锻造技术工艺也存在一些不足,由于冷精锻造在常温条件下操作,工业零件的材料抗变性无法得到缓解和改善。工业零件的主要材料大多属于金属材料,金属材料的抗变性能非常强,如果不能对抗变性能进行控制和改善,在锻造塑型过程中,塑型难度就会增加,造成工业零件塑型效率和效果方面的影响。冷精锻造技术中,为了强化塑型能力,就要求投入使用的锻造设备等性能更强,以满足零件加工制作的要求。冷精锻造技术使用的年代较近,相较热精锻造技术来说,该技术属于一种新的锻造方式,通过有效改善冷精锻造技术的不足,可以大大扩展冷精锻造技术的使用范围。
        2.温精锻造技术
        锻造技术工艺发展中,为了解决热精锻造和冷精锻造技术的缺陷,出现了一种新的锻造技术,即温精锻造技术。温精锻造技术通过控制锻造温度,采用了一种中和形式,在常温和高温状态之间,寻求一个适宜的温度来了完成锻造工作。温精锻造技术实施中,可以较好地平衡锻造材料塑型和性能方面的需求,既保证锻造材料可以降低抗变力,又能够兼具零件质量。

温精锻造技术还可以保证零件塑型过程的尺寸精度,同时具备了冷热锻造的优势[3]。温精锻造技术工艺的应用性更强,但温精锻造技术对温度的控制要求极高,如何选择最适当的温度并在整个锻造过程中加以控制,是该项技术的难点。温精锻造技术中对于锻造材料的要求也较为严格,材料本身的塑型指标和温变指标都要符合锻造工艺要求,而且在温精锻造技术中,锻造设备精度也要提升,才能够最终达到较好的锻造效果。
(二)从精密锻造技术成型角度分析
        1.闭塞锻造技术
        精密锻造技术中,从零件成型角度进行分析,锻造方法也所有不同。闭塞锻造技术,主要是在密闭操作方式下,对锻造材料进行锻造[4]。闭塞锻造技术,通过工艺形式使材料发生侧向形变,从而使工业零件可以加工成为不同形态。闭塞锻造技术的一个典型的应用优点,就是利用这种锻造技术可以塑造出较为复杂的十字尖头形状。
        2.分段锻造技术
        分段锻造技术中,根据工业零件加工的要求,可以塑造出齿轮等结构,分段锻造技术是目前工业零件加工中经常采用的一种技术类型,在技术工艺方面需要控制成型压力的控制[5]。由于齿轮等零件锻造中,成型难度较大,要求较高,每个齿轮状部位都要保持尺寸、距离的一致,这就需要对材料抗变力进行有效的约束,利用分段锻造技术可以使压力达到八倍作用,从而提升锻造材料的塑型性能,通过让材料在锻造设备中规律流动,可以很好地实现零件加工目的。
二、精密锻造技术发展路径
(一)新型材料运用
        精密锻造技术发展中,需要从材料层面进行改进。锻造材料对于锻造加工效果的影响较大,在锻造工艺技术中,需要结合技术特点选择新型材料。新型锻造材料具有更好的塑型性质,能够降低对锻造技术的要求[6]。如合金材料性质优良,在精密锻造中可以提高零件加工的精度,尤其是一些行业中需要精密零件和微小零件等,结合材料和技术工艺,可以使精密锻造取得更好的效果。
(二)锻造弹性补偿
        在精密锻造技术中,需要改进技术工艺来提升零件质量。精密锻造在提高精确度时,可以考虑使用锻造弹性补偿技术,弹性补偿技术是利用了材料的形变特点,在锻造模具和工艺方面预留出形变量,这样可以保证零件加工精度,能够使精密锻造技术应用范围更广。
(三)设备多级发展
        随着工业领域的发展,对零件加工的要求也越来越高。从精密锻造技术层面,要对零件加工进行等级分析,根据零件加工的尺寸和形态来优化精密锻造设备。精密锻造设备是锻造技术工艺实施的基础,通过设备多级发展,可以在零件加工方面实现设备专用目的,如微型锻造设备加工微型零件,从而可以更好地控制尺寸精度。
结束语:
        精密锻造技术是工业领域发展的重要基础和保障,在工业零件加工制造方面,精密锻造技术发挥着不可替代的重要作用。精密锻造技术的有效运用,能够提高零件的精度,避免零件出现缺陷,同时也有助于提升零件性能质量,从而更好地运用于具体的工业生产制造过程中。
参考文献:
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[5] 王华侨, 冯四伟, 张权,等. 大型薄壁夹芯网格筋整体翼盒精密铸造成型技术及其模拟仿真[J]. 模具制造, 2019, 19(01):97-106.
[6] 邵长伟、龙小忠、涂雯鑫、门正兴. 汽车变速箱间隔衬套精密锻造模具设计及坯料尺寸优化[J]. 锻造与冲压, 2020, 494(21):79-81.
       
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