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专题综述世界锻压生产的发展状况我的钢铁【热门新闻】

2022-11-23 来源:昆明农业机械网

专题综述:世界锻压生产的发展状况_我的钢铁

1.美国、日本和德国的锻造状况

(1)美国

美国锻造企业已联合成锻件制造商协会―Forging Manufacturers Assosiation。

这些企业配备有140MN的液压机,并有60MN、65MN、70MN、75MN、100MN、120MN的压力机。大多是为30MN的液压机,并且经常进行现代化改造,如配备操作机和自动控制装置。

(2)日本

日本最大的锻件生产商是Japan Steel Works(JSW)公司和Kobe Steel公司。

Japan Steel Works公司在制造各种锻件方面积累了许多经验,其中包括用400t~500t钢锭制造整体式转子的经验。在80年代初,该公司用400t和570t的钢锭制造了165种锻件,如发电机转子、汽轮机转转子、环形锻件、轧机的支承辊和水轮机轴。

Kobe Steel公司于1975年建立了最大的冶金厂,并对压机进行了现代化改造。用于制造大型转子的钢锭重量为510t,用其制造的转子经切削加工后的重量为250t。材料为2.8~3.5NiCrMoV钢。

能生产大型锻件的公司还有Kawasaki Steel。该公司能制造世界上最大的重达200t的空心钢锭,材质为2.25Cr+1Mo。用该钢锭制造了外径为4235mm、内径为3265mm、长度为3400mmt的炼油装置锻件,是在60MN锻造液压机上锻造的。

日本从事锻件生产的公司力求降低生产没坡趋势、减少生产费用。为达到这一目的,曾采取下列具体措施:1)采用化学成分最佳、有害杂质含量最小的原始钢锭;2)减少原始钢锭的材料消耗;3)提高锻造过程的效率;4)实行加热时减少的能耗的措施,如减少热损失、利用废气的热量、经常严格检查加热炉的工作情况。

(3)德国

德国最大的压机为SMS Hasenclever公司装备的120MN压机,配备了630kNm的操作机。其余有60MN、40MN、11MN等压机。例如Rochling - Burbach Weiterverarbeitung GmbH公司的工厂,用125t的钢锭制造了汽轮机转子和发电机转子锻件。

2.美国、日本和德国的热模锻状况

(1)美国的模锻生产

美国和加拿大从1987年就成立了共同的锻造工业协会(EJA,领导人是nning),1995年该协会与锻造工业研究教学中心(Fierf,美国)相联合,建立了工艺合作集团。在这框架内形成了国家研究实验室、一部分科学研究协会和专门从事锻造生产的公司,以集中力量解决锻压生产工艺问题。并且,进行了“未来工业”大钢的运作。大钢目的是帮助美国工业提高生产率,进行工艺研究,类似英国的“Forging 2000”草案。

美国某些锻造企业已采用热模锻自动线,专用来生产各种用途的不同规格尺寸的锻件。在70年代初,Harvester Co.的工厂开始使用半自动可重调热模锻自动线,以制造农机、柴油载重汽车和船用曲轴锻件。

美国热模锻的发展方向是:新合金的模锻、等温模锻、超塑性、半热模锻、粉末材料的模锻、锻模制造工艺、各种模锻法用润滑油的研究和实际应用、模锻过程机械化。

一方面,这是为了提高国内、外市场的竞争能力,另一方面是因为有美国和NASA军事部门的财政支持。这些部门的投资方向是:扩大难熔金属和合金的加工可能性,发展高能加工法,提高特殊用途锻件的质量。这些工作要求运用现代化理论研究方法,并采用计算机处理等实验方法。相应的理论和实验研究由不同研究机构进行,其中包括American Iron and Steel Institut(AISI)Forging Industry Education and Research Foundation(FIERF)、大学和工业企业。

美国航空和宇航技术用热模锻工艺的研究是在60~80年代完成的,目前在Air Force Materials Laboratory(AFML)领导下仍继续进行。Wyman―Gordon公司正在研究改进铝和钛基基合金重要零件的模锻工艺。

在70~80年代获得了近净形(Near Net Shape)工艺的发展,即锻件的形关和尺寸最接近于最终形状和尺寸。这是等温模锻和在热锻模内模锻的工艺。它与传统模锻的区别是:锻模温度与毛坯温度保持相等。这些工艺亦开始广泛用于Rene95、IN―100、Astroloy等镍基热强合金锻件。等温模锻时的变形速度较传统模锻时约低95%,而在热锻模内模锻时变形速度较传统模锻约低67%。减小冷却可使锻件获得的模锻斜度和圆角半径最小,连皮较薄。NNS法模锻要求较低的压力,这就可以在现行设备上制造较大的锻件。由于温度梯度较小甚至没有,故锻件的性能较为均匀。某些Ti―6Al―4V型钛合金、IN―100、Rene95热强合金和某些铝合金,在变形速度小的特殊条件下,显微组织内将呈现超塑性。但用NNS法制造的锻件较为昂贵。

为获得某些热强材料和难熔材料的锻件,等温模锻是唯一可能的方案。等温模锻的研究和实验工作是在60~70年代由YYT Research Hnstitute研究机构按美国BBC要求完成的。

精密模锻已被著名的美国公司Boeing Commercial airplane Co广泛采用。例如,由于编制了Boeing737―300大纲,该公司采用该制造的零件增加到85%。

与用机加制造相比,精密模锻可保证降低成本80%~90%,降低切削加工的劳动费用95%,节约物资95%。与一般模锻相比,精密模锻可保证降低成本60%~70%,降低切削加工的劳动费用95%,节约物资80%~90%。

(2)日本的模锻生产

日本有220家锻造企业,每家企业的工厂数为20多人。日本企业广泛采用锤上模锻,如蒸汽锤、空气锤、落锤、电液锤、无砧锤。

日本丰田汽车制造厂大多实现了产品专业化制造。在加入丰田公司的12家工厂中,采用模锻的工厂主要有下列4家;Honsha厂目前专用制造载重汽车的底盘部件;Kamiko发动机厂;Miyosh轿车底盘厂;Kinuura厂在1978年投产,是最现代化的工厂之一。该工厂专门制造变速箱,月产14900件;前传动汽车的万向节部件,月产88000件;带四轮传动装置的汽车用的分配箱,月产23000件。

Kinuura厂的锻造生产已与铸造生产和三个机械装配车间联合。工厂拥有生产面积600000m2,共计员工2400人。

日本汽车制造厂锻压生产的发展方向是:1)必须实现生产自动化,其中包括如工具的辅助生产自动化;2)降低锻模成本;3)降低研制工艺的费用;4)采用新锻模材料。

日本的研究工作是在锻造工艺研究所领导下进行的,主要研究方向是无飞边热模锻、精密模锻和半热模锻。

(3)德国的模锻生产

在整个20世纪内,德国在欧洲的模锻行业中占主要地位。近年来,德国的模锻件产量份额约占整个西欧国家锻件产量的50%。德国有最大的压力加工研究中心。德国锻造者工业协会(IDS)进行模锻的协调工作。

按德国专家的意见,在最近十年应形成压力加工工艺的长期战略,并考虑优先发展小批量生产。只有在这个基础上才能解决锻件生产商最重要的任务――满足用户要求。

近年来,德国在生产锻件时愈来愈广泛采用微合金钢。由于在工艺过程中可取消后续热处理工序,故这种锻件的成本有所下降,用这种钢制造的锻件在模锻后立即快速冷却,可获得由氰化物强化的细晶粒组织,从而可决定锻件较好的力学特性。

半热模锻在许多欧洲国家是从70年代开始的。目前,在欧洲国家用热模锻、半热模锻和冷模锻法生产产量比例分别接近85%,5%和10%。冷模锻还包括五金制品生产。60年代,半热模锻工艺开始与冷模锻工艺交替发展,目前,德国正在继续发展这一工艺。

近年来,冷模锻愈来愈获得广泛应用,特别是汽车零件。广泛采用有限元法模拟模锻过程,从而可保证获得给定性能的零件,并可减少工序数。锻模的工作部分做成组装式,可大幅提高锻模的刚度,而锻模的模膛涂以保护层,且表面经激光处理,可以显著提高锻模的耐用度。

具有较大突破的还有在模锻时的检验,以及配备工具自动更换系统(Ayohi Sunac Corp-.,日本)、自动调整系统和镦粗检验系统。

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