改变传统思维突破惯性设计理念的工艺实践探讨

随着中国工业水平的整体提高，制造业与国际快速接轨，在对锻件的质量要求越来越高的前提下，锻件的品种越来越复杂。对于特定的设备来说，无法通过正常的生产工艺与技术满足产品要求，对从事锻造的技术人员来说是一次挑战。

在经济状况不是很理想的时候，企业主往往不想投入太多固定资产，对于好不容易承揽来的合同又不想放弃，但是现有设备以往的生产经验告诉你不能做，工艺技术人员又该作何选择呢，我们的答案是：别轻易说不，打破传统思维模式，完全可以再进一步发挥设备潜在的能力，将不可能变为现实。

最大限度发挥锻造设备潜能

笔者所在公司利用6300t热模锻机械压力机锻造完成了原来需要在t热模锻机械压力机锻造完成的锻件。案例分析与介绍如下：

⑴长度1300mm煤机刮板（图1）。

生产难点：1)长度方向严重超出设备许可极限；2)理论计算，超打击面积，打击力要在t以上；3)DEFORM软件模拟计算，常规设计方法的模拟打击力也是严重超出6300t机械压力机的能力，需要t上下的机械压力机；4)加热长度不是现有设备常规工艺许可的。

解决方案：1）将常规的前后摆放的工艺方法推翻，型腔变形程度较小的部分延伸在工作台外面； 2）将t的锻造力分为2步以上分开来承担，变一次成形为多次成形；3）加热设备改变为连续多次送料；4）按照新工艺重新进行分步骤模拟计算，符合6300t机械压力机的许可能力；5）批量生产出了合格产品。

图1 煤机刮板

⑵1500lb-6吋阀体锻件（图2）。

图2 6吋阀体锻件

生产难点：1)锻件重量过大，没机械手情况下操作困难；2)现有设备锻造能力不足；3)现有加热设备与大料径严重不匹配。

解决方案：1)制作简单辅助操作装置；2)将锻打能量予以分散承担，改为多工步，尽可能简化模具的方法；3)制作了一套新的加热感应器；4)通过制坯模具的设计将终锻成形变为镦粗成形，最大程度降低打击力；5)在6300t机械压力机上实现了模锻生产。

⑶支撑座产品（图3）。

图3 支撑座

生产难点：按投影面积需要8000t的锻压设备，但需要在6300t机械压力机上予以实现锻造与不变形切边。

主要技术成果：1)保证预锻模具锻造时，将终锻会出现缺肉部分先行充满；2)为了减少打击力，将承击面积减少，改为储料仓；3)预锻已经满模部分，终锻不再进行锻造，减少锻造打击能量；4)将原材料利用率尽可能地提高，减少废料的产生。

⑷inconel 690高温合金核一级阀门阀盖（图4）。

图4 核一级阀门阀盖

生产难点：1)锻造力较大；2)锻造速度控制要求苛刻，否则极易开裂；3)加热速率需要控制。

解决方案：1)此类产品必须在模具设计上认真对待，通过模具结构变化实现变形速度的控制；2)不同工步产品的不同位置变形的选择要合理；3)加热不能采用最快速率，需合理控制；4)已经连续多批次生产出满足ASME核一级锻件要求的产品，使用在核电站核反应堆中。

⑸胎模锻锻造（图5）。主要技术成果为采用大吨位自由锻锤实现小批量产品的模锻锻件生产，解决设备锻造能力不足问题。

图5 胎模锻锻件

生产难点：1)锻件重量大；2)现有设备实现模锻能力不足。

解决方案：1)选用锻造圆钢原材料，尽管锻造比减少，但不影响产品机械性能；2)改变分模方式，变不能出模为可以出模；3)采用多方向锻造，变不能充满为完全充满。

抓住机遇开拓锻造市场新领域

随着一带一路建设的不断深入，铁路建设走出了国门到达了亚洲邻国、欧洲、非洲，机车车头、货车车厢、铁路路基的需求量也在增加，其中多数零部件产品都是锻件或者铸件，这里面很多铸件可以被我们所擅长的锻件替代；地铁在施工与建设过程中，需要大量锻件，如盾构机的刀块、车辆转向接头等；内燃机车备件市场，也不可忽视，印度等一些欠发达国家仍然在使用内燃机车，其中也有不少锻件，钢顶锻件就是其中之一，德国大排量重型卡车发动机活塞已经大量采用钢顶。笔者所在公司生产过的几类典型产品：

⑴抓住其他行业铸改锻的市场需求关键期，开拓球阀、高铁、大规格高磅级阀门、汽车零部件市场。

⑵铝合金、钛合金、不锈钢、高温合金材料锻造。轻量化且高强度设计是未来的发展方向，锻造企业家要主动顺应新技术、新工艺要求。大力开发如航空发动机叶片、轮盘，飞机隔框、肋条，直升机桨毂，汽车底盘横拉杆等铝合金锻件。

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