锻压技术

锻压技术的发展及其在新材料加工中的应用探析

 

0 引言

在国际环境影响下,国内市场环境竞争形势越来越严峻。从汽车行业来看,当前汽车产品逐渐多元化,产品生产技术逐渐更新,很多产品因为跟不上时代发展而被淘汰。因为汽车产品市场寿命逐渐下降,所以企业经济效益稳定性受到影响,部分企业为了提高竞争力而深入探索锻压技术。传统生产模式已经跟不上时代脚步,无法满足市场环境需求。

1 锻压技术发展

1.1 发展现状

相对于欧美等发达国家而言,国内锻压技术仍然处于发展阶段。从汽车行业角度来看,多数企业主要通过以配一五形式从事汽车生产活动,这种生产方式比较落后,对驾驶员生命安全可能会造成严重威胁。在汽车产品生产制造方面容易发生失误问题,且产品加工生产过程中需要应用到的场地与人力资源相对较多,容易增加企业生产成本。部分企业在汽车生产过程中运用单机联线自动化,其生产技术和国外发达国家仍然存在差距,这对国内锻压工业发展可能会造成一定影响。

1.2 发展趋势

在科学技术逐渐发展过程中,锻压技术也在逐步完善,其在工业生产制造方面能够发挥的作用越来越大。未来锻压技术将会逐渐轻量化,对环境造成的污染越来越低,产品生产过程中需要消耗的材料与人力等资源逐渐减少。因此,锻压技术加工要求逐渐提高,在产品锻造过程中将会出现更多清洁原料。锻压技术正在整体化发展,其在大型机械设备生产过程中可以有效提升工作质量与工作效率。尤其是在关键部件生产制造方面,整体化锻压技术能够解决接触面薄弱问题,有效降低产品质量[1]。锻压技术正在精密化发展,其在产品生产加工过程中需要尽量减少资源消耗量,实现利益最大化目标。现代产品加工中出现的新材料越来越多,能够有效缓解传统材料紧张问题,材料性能明显超过传统材料。

2 新材料加工应用

2.1 钢结硬质合金热锻加工分析

钢结硬质合金热加工性能、硬度与耐磨性相对较高,在新材料加工过程中可以进行冷切削、锻压与焊接处理等,在新工程材料加工方面具有广泛应用价值。在钢结硬质合金热锻加工过程中常会使用一些稀贵难熔金属材料,例如Ti、W或者Mo等。与熔炼钢相比,粉末冶金生产组织致密性与连续性相对较差,且材料内部非金属偏细与多孔问题比较明显,容易出现碳化物桥接或者金属颗粒分布不均匀等现象。热锻加工能够改善新材料锻压处理中的组织结构,克服各种材料生产缺陷。在热锻加工处理方面,桥接碳化物与硬质相可能会出现破碎或者粘接现象,导致钢机体出现塑性流动或者塑性变形,将粗糙组织细密化,有利于提升材料性能。由于钢结硬质合金材料组织与成分比较特殊,因此在热锻加工处理前首先需要进行预处理,对合金材料锻压性能进行改造,从而提升材料锻成合格率。在合金胚料加热处理方面,需要选择在中性炉气或者还原性炉气,防止合金胚料出现氧化脱碳现象。同时,技术人员需要对材料热锻加工中的每火变形率进行控制,不同加工阶段与方式中所用每火变形率也不一样。

2.2 喷雾与粉末锻压分析

喷雾锻压是新材料加工技术中的一种形式,主要通过熔化方式将金属气体雾化,形成粉末状,通过喷射方式形成预型件,预型件密度控制在98%至99%。当预型件形成之后,技术人员需要通过热锻加工方式生成相应形状。这种材料加工方式无需烧结工序,主要通过传送装置将预型件转送到热压加工中,模具生成成本相对较低。通过喷雾锻压形成的预型件性能明显超过一般粉末金属,产品生产成本与金属消耗明显下降了50%左右。粉末锻压是由精密锻压与粉末冶金联合而成的一种材料加工技术,相对于一般模锻件而言,这种粉末锻件表面粗糙度更低,材料利用率超过95%,精度更高,其在铝合金件与变形合金等生产加工方面更加具有应用价值[2]。

2.3 精锻与等温锻压分析

在新材料精锻加工处理方面,需要注重精密锻压与进化毛坯,保障工艺产品质量。现代锻压工艺已经突破毛坯生产限制,切削加工逐渐减少甚至取消,能够加工成各种精锻件,且这些锻件可以达到成品要求。相对于常规工艺锻压而言,精锻加工形成的预型件质量与尺寸精度更高,机械加工余量更少,能够有效提升材料利用率。尤其是在稀有贵金属加工生产方面,精锻加工技术更加具备应用价值。另外,精锻成形产品金属纤维主要根据部件外轮廓进行分布,产品承载能力相对较高,能够降低产品变形等缺陷。等温锻压是新材料加工手段之一,主要通过温度使模具逐渐变形,能够预防模具激冷,其在高筋与薄壁等锻件方面更加具备应用价值。等温锻压成型力是普通成型力的1/10至1/5,成型件内部温度与变形比较均匀组织结构性能较好。在等温锻压加工处理方面,可联合喷射成型方法提升产品生产效率,使产品质量得到显著改善,并降低产品生产成本。例如在环形件或者发动机涡轮盘等关键材料加工生产方面,等温锻压与喷射成型联合方式应用效果更好。