锤锻模的用材.doc

锤锻模的用材，选材与热处理工艺设计 锻造业是传统工业, 是制造汽车、飞机、机器重要零件不可少的行业, 如汽车上连杆、 曲轴等运动零件大都用锻造方法生产。美国预计到 2020 年, 锻件产量增加 63%。可见,锻造行业不是夕阳产业。去年，英国伯明翰大学机械工程学教授著名温锻专家，T. A.Dean 在《Metallurgia》 以“锻造进步，聚集大学研究”为题撰文说：“欧洲的锻造者将是把工业带入 21 世纪的高科技零件的源泉”。这就意味着要我们采用先进技术来武装传统的工业,采用先进成形技术，锻造行业也是高科技行业。如果不思进步，得过且过，不用先进技术去改造传统的工业，仍然搞乌烟瘴气，肥头大耳，势必会被淘汰掉。 锻模工艺今后发展趋势主要是“三化”和“三提高”。 ①锻件精密化 整个锻造技术发展的总体趋势是更精更省，达到不需要机械加工或少许机械加工就可以使用。 实现锻件精密化，就要在精锻工艺上下功夫。因为精锻件可降低成本80%—90%降低劳动成本。用精密模锻工艺制造出价廉物美的产品，是汽车制造商奋力拼搏的杀手铜。如丰田汽车厂属下家分厂，其中就有家致力干精锻件的开发和生产；美国伊顿公司年产精锻齿轮 多万件，公差为±（0.03~0.05）mm 。 近年来，国内在挤压成形、冷锻、温锻及粉末锻造等高效率、高质量、高精度、节能及节材工艺的应用方面发展很快。有代表性的锻造新技术是净形精密锻造，典型零件是齿形锻造和闭式锻造的汽车变速器零件。众多厂家都在锻造齿轮类零件方面进行研究开发。 Ⅰ. 冷温热锻的复合工艺 冷锻在室温下成形，锻件精度可达IT8一IT11；温锻在高于室温但低于金属再结晶温度以下成形，一般在700一850℃锻造。此时，氧化皮厚度仅在10μm左右，精度可达IT11一IT14；热锻一般在金属再结晶温度以上成形，即在850一1250℃锻造，精度可达IT13一IT16。 Ⅱ. 等温模锻工艺 等温模锻工艺等温锻造是指把模具加热到与坯料变形相同或相近的温度，在速度较低的变形过程中，使热毛坯和模具温度基本保持不变的锻造方法。等温模锻是20世纪60年代末发展起来的锻造新工艺，运用这一工艺可以生产出净尺寸的产品。美伊利诺斯州理工学院研究所的有关专家认为，等温锻造在锻造技术中堪称突破。 在普通压力机或锤上精化锻件时，由于模具的温度较低，工件肋或角隙部位易于冷却，再加变形速率较高，变形抗力明显增加，这些都会阻碍金属对模具型腔的充填。 Ⅲ. 半固态成形 半固态金属加工技术就是在金属凝固过程中，通过剧烈搅拌或凝固过程的控制，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮固相组分近球形的固液混合浆料（固相组分甚至可高达60%） 。这种半固态金属浆料具有流变和触变特性，即半固态金属浆料具有很好的流动性易于通过普通方法成形比较复杂的产品。 其他的精密成形方法还有超塑性成形、液态模锻和摆动辗压等。 ②．锻造材料轻最化 可用于锻造的有色金属主要有铝合金、镁合金、钛合金及铜合金。近年来，由于能源价格的不断攀升，所以对制造业也提出轻量化的要求。到2010年前，轿车的平均重量将由现在的 1300㎏降到1000㎏。近年来，镁合金在世界上的需求量年增长率，而我国镁储藏量占世界70%。锻造镁合金具有更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能。但是，几十年来，镁合金的锻造产品仅用在很少的几个方面，主要原因是镁合金自身塑变特性决定其难于锻造成形，制造成本较高，产品价格昂贵。 钦合金与其他结构材料比较，最重要的优点是比强度高、热强性好,在400一500℃温度范围内，钛合金的比强度超过了多数不锈钢和抗氧化钢；耐腐蚀好，如钛丝吊在海水中一年，腐蚀仅0.01㎜。因此，钛合金首先在航空航天、造船工业和人造关节中得到应用。 ③．锻模制造技术数字化 模具作为工业生产的基础工艺装备，在汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活用品的生产中被广泛应用。75%的粗加工零件、50%的精加工零件都由模具成形。家电行业的80%零件、机电行业50%以上零件也都要靠模具加工 。因此，模具又被称为“百业之母”。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益及新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。一般来说，模具费用占锻件成本的。因此，提高模具寿命，是降低锻件成本，提高其竞争力的有效途径之一。而模具寿命与模具材料、热加工规范、模具结构、机械加工及使用工况等诸多因素有关。 “三提高”：(1)提高材料利用率。选用周期轧坯、挤压型材、铸造毛坯、楔横轧工艺及辊锻制坯、粉末预成形坯等先进工艺制坯提高材料利用率，能使材料利用率达 90%~95%，甚至100%。(2) 提高模具寿命。为了满足高速生产需求， 必须进行模具材料、热处理工艺及表面强化处理等技