掃一掃添加微信
金屬的鍛造加工具有悠久的歷史，鍛造加工的發(fā)展主要經(jīng)歷了啟蒙階段、較大發(fā)展階段，逐漸形成一門獨立的應(yīng)用學(xué)科。隨著人們對生產(chǎn)工具、日用品、武器需求而開始。從目前出土的文物判斷，幾千年前鍛造技術(shù)就被人們所掌握，早期的鍛造產(chǎn)品僅表現(xiàn)在武器、首飾及日用品方面。
在工業(yè)化時期，特別是I860年臺自由鍛水壓機的出現(xiàn)及金屬塑性變形條件的屈服準(zhǔn)則的提出，開始對金屬的塑性及壓力加工成形迸行深入的研究，促進(jìn)了鍛件業(yè)的發(fā)展，如今，鍛造加工業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展已成為一門綜合性的技術(shù)學(xué)科。
新中國成立后，鍛造業(yè)是從無到有、從小到大逐步建立和發(fā)展起來的。隨著工業(yè)體系的形成，在很多大、中型企業(yè)里建立了用近代鍛壓設(shè)條裝備起來的鍛壓車間，較大的設(shè)備有5t自由鍛錘、120000kN自由鍛水壓機、16t蒸汽-空氣模鍛錘、300000kN模鍛水壓機、lOOOOkN螺旋壓力機、120000kN熱模鍛壓力機、20000kN平鍛機、40000kN精壓機、100kJ無砧座錘、63000kN液壓螺旋壓力機。并建造了與鍛造設(shè)備相配套的加熱設(shè)備，其中一些鍛壓車間采用了煤氣和燃油加熱爐，電加熱爐也得到了越來越多的應(yīng)用。此外，為了減輕工人的勞動強度，在一些鍛造車間里還安裝了鍛造操作機和裝、出料機械手等。目前我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防產(chǎn)品中所需的各種鍛件基本上都可以自給，其中大的自由鍛件重試可達(dá)幾百噸。精密鍛造工藝已有了一定的發(fā)展。計算機輔助設(shè)計在鍛造生產(chǎn)中已開始應(yīng)用。
改革開放以來，我國鍛造業(yè)實現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前已成為鍛件生產(chǎn)大國，鍛件產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界前列，現(xiàn)有各種鍛造設(shè)備30000余臺，其中自由鍛設(shè)備26000余臺，有萬噸壓力機。據(jù)2009年統(tǒng)計，各類鍛件年產(chǎn)量突破770萬噸，占全球產(chǎn)量的1/3，鍛造廠家存萬余家。未來幾年，世界上大的10萬噸模鍛液壓機將落戶在蘇州昆山，8萬噸模鍛設(shè)條將落戶在西安閻良航空產(chǎn)業(yè)基地。盡管如此，我國還不是鍛件生產(chǎn)強國，部分鍛造產(chǎn)品的核心技術(shù)尚未完全掌握，一些關(guān)鍵零部件和原材料還需要進(jìn)口，綜合來看，在整體產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和技術(shù)水平方面與發(fā)達(dá)相比，尚存在一定差距，在我國的電站、船舶、大型機械、冶金與石化行業(yè)中，有些的大銦鍛件產(chǎn)品還依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
與工業(yè)發(fā)達(dá)相比，我國的鍛造生產(chǎn)的主要差距表現(xiàn)在：裝備水平差、廠家過多，力量分散，產(chǎn)品缺乏競爭力，科學(xué)研究投人少；在鍛造生產(chǎn)中模鍛件所占的比重較低，如美國、英聞、德國等發(fā)達(dá)模鍛件占鍛件總重量的70%以上，而我國尚不足20%；我國鍛件化生產(chǎn)線的數(shù)量和規(guī)模少于工業(yè)發(fā)達(dá)，而且機械化、自動化的水平也較低，在國外發(fā)達(dá)，鍛造自動化生產(chǎn)發(fā)展較為迅速。現(xiàn)代化的大型鍛造車間實現(xiàn)了鍛造設(shè)備、操作機、吊車聯(lián)動控制，并配有尺寸自動測試裝罝，鍛造加熱自動控制計算機自動編程的自動鍛造等。在鍛造生產(chǎn)自動化方面，我國剛剛起步，需要很長的路要走。
目前鍛造業(yè)發(fā)展的趨勢為輕量化，主要表現(xiàn)為毛坯尺寸化、使用高強、高韌的鍛件材料；大型鍛件整體化，生產(chǎn)化，主要表現(xiàn)在大件整體鍛造成形，避免材料連接的薄弱面，建立地區(qū)性的化鍛造中心，如軸承鍛造中心、齒輪精鍛中心、曲軸鍛造中心、連桿鍛造中心、火車軸鍛造中心、臺階軸精鍛中心和標(biāo)準(zhǔn)件鍛造中心等，以利于企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造及采用設(shè)計和工藝；鍛造功能剃度化，主要表現(xiàn)在根據(jù)工作環(huán)境、載荷大小進(jìn)行合理的鍛件組織設(shè)計；鍛件楮密凈形化，主要表現(xiàn)在無余量精密成形，使鍛件的形狀、尺寸和表面質(zhì)量大限度地與產(chǎn)品零件相接近，以便進(jìn)行少、無切屑加工。為此，應(yīng)逐步發(fā)展和完善精密成形新技術(shù)，發(fā)展精密的鍛壓設(shè)備；低成本化，主要表現(xiàn)在發(fā)展快速成形技術(shù)；多學(xué)科復(fù)合化，主要表現(xiàn)為在材料科學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)之間廣泛交叉和復(fù)合，廣泛使用CAD/CAM技術(shù)和計算機模擬技術(shù)。
改善組織及晶粒大小對于鑄態(tài)金屬坯料，粗大的樹枝狀晶組織經(jīng)塑性變形及再結(jié)晶而變成等軸的細(xì)晶粒組織，對于經(jīng)軋制、鍛造或擠壓的鋼坯或型材，在以后的熱加工中通過塑性變形與再結(jié)晶，其晶粒組織也可得到改善。
鍛件的晶粒大小直接取決于熱塑性變形時的動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶的組織狀態(tài)，以及隨后的三種靜態(tài)軟化機理的作用，再結(jié)晶晶粒不足以長大，晶粒細(xì)小，特別是其中的靜態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶。而所有這些又都與金屬的性質(zhì)、變形溫度、應(yīng)變速率和變形程度以及變形后的冷卻速度等因素有密切關(guān)系。
對于熱變形時只發(fā)生動態(tài)回復(fù)的金屬，只要變形程度足以達(dá)到穩(wěn)定動態(tài)回復(fù)階段，則亞結(jié)構(gòu)是均勻相等的，其尺寸大小主要與熱變形時的溫度和速度有關(guān)。終鍛溫度高、應(yīng)變速率低，則隨后的靜態(tài)再結(jié)晶晶粒粗大；反之，則靜態(tài)再結(jié)晶晶粒細(xì)小，由于此類金厲的靜態(tài)再結(jié)晶進(jìn)展緩慢，因此，若鍛后的冷卻速度快，也可能使靜態(tài)再結(jié)晶不充分。
對于只發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶金屬，熱變形后的晶粒大小與動態(tài)再結(jié)晶時的組織狀態(tài)和亞動態(tài)再結(jié)晶過程有關(guān)。當(dāng)變形溫度較高、應(yīng)變速率較低和變形程度較小時，動態(tài)再結(jié)晶晶粒較大，經(jīng)亞動態(tài)再結(jié)晶后晶粒也較粗大；反之，則動態(tài)再結(jié)晶晶粒較細(xì)小，經(jīng)亞動態(tài)再結(jié)晶后的晶粒也就較小。由于亞動態(tài)再結(jié)晶進(jìn)展速度很快，因此亞動態(tài)再結(jié)晶后的晶?？偸潜葎討B(tài)再結(jié)晶時的晶粒大；如果熱變形后繼續(xù)保持高溫、冷卻速度過慢，則再結(jié)晶后的晶粒又會繼續(xù)長大而變得很粗大。
合金元素的影響，合金元素不論是固溶還是生成彌散微粒相，都有利于提高再結(jié)晶形核率和降低晶界的遷移速度，因而能使再結(jié)晶晶粒細(xì)化。例如，添加微世Nb的碳鋼比普通碳鋼能顯著降低再結(jié)晶速度，使晶粒細(xì)化。
熱變形時的變形不均勻，會導(dǎo)致再結(jié)晶晶粒大小的不均勻，特別是在變形程度過小而落入臨界變形程度的區(qū)域。再結(jié)晶后的晶粒會很粗大。在實際的成形加工中，這種再結(jié)晶晶粒的大小不均勻往往很難避免。對于大型自由鍛?？梢酝ㄟ^改進(jìn)工藝操作規(guī)程來改善這種不均勻性；但在熱模鍛時，由于模鍛件形狀往往很復(fù)雜，而所用原毛坯的形狀又比較簡單，這樣變形分布就可能很不均勻，而出現(xiàn)局部粗晶現(xiàn)象。在熱塑性變形時，當(dāng)變形程度過大(>90%)且溫度很高時，還會出現(xiàn)再結(jié)晶晶粒的相互吞并而異常長大，此稱二次再結(jié)晶。
本文網(wǎng)址：http://amvsky.com/news_view_373_231.html
