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鍛造企業的發展方向
汽車工業的“小型化、輕量化和高速化”的發展方向,為鍛造行業提供了新的機遇。因為汽車上的零件約60%是用鍛壓方法生產的。尤其汽車工業的“三化”提出,原用鑄件的為了減少重量、增加強度韌性,紛紛改用鍛件。如《Metellurgia》2001.NO.2以題為“人們真的能夠開動一輛輕的安全和舒適的小汽車嗎?”中報導,懸掛裝置,原用鑄件重5.05kg,用鍛件重量減少20%;搖臂,原用鑄件重9.25kg,改用鍛件減重2.24kg,減量達24%。該雜志在前幾年就報導過,轎車的曲軸,原用球墨鑄鐵,經研究并試驗得出,同樣功率的發動機用鍛造曲軸的重量只是鑄件重量一半,同時運轉時,用鍛件曲軸的噪音比鑄件低,更符合環保要求。為此,日本住友金屬聯合俄羅斯在北美開辦了第一家曲軸專業鍛造廠,第一期工程已建成,70人年產曲軸80萬根,這遠遠滿足不了美國汽車制造商的要求,于是,福特汽車公司,購進德國Schuler公司6300噸鍛壓機生產線,在底特律南面建了曲軸鍛造廠。集裝箱捆綁件原都采用鑄鋼件,出于安全需要,而紛紛改用沖擊性能大大優于鑄件的鋼鍛件,至2001年,用鍛件代鑄件達60%。
  所有這些,都為鍛造業拓寬了市場,尤其入世后,發達國家的鍛件采購也紛紛轉向我國,地處龍頭地位的上海鍛造行業應抓住機遇,深化改革,用高新技術武裝自己、提升自己。堅定地走“精密化、專業化、現代化”的強身之路。
  1、精密化。
  實現精密化,一般地說,可用冷鍛、溫鍛和熱鍛,或者三者、二者組合工藝。

  冷鍛。在室溫下對鋼進行酸洗→磷化→皂化處理后進行鍛造。一般對含碳量低于0.45%低合金鋼或碳鋼、鋁、銅等有色金屬,形狀比較簡單精度高的零件。
  日本每輛汽車用冷鍛件,除了30kg緊固件外,還有約50kg冷鍛件,歐美每輛汽車約用40公斤冷鍛件。我國平均每輛車冷鍛件不到日本1/5。俄羅斯高爾基市莫洛托夫汽車廠有60多種零件用冷鍛工藝。
  英《Metellurgia》V01.68,NO.2載文說:“冷鍛技術提供給制造業競爭的優勢,但只有意識到把技術表現結合起來的人們才會有這種優勢”。上海是最早具有這種優勢的城市,但近幾年的發展,已落后于江蘇,我們應該重新高舉冷鍛旗幟,發展我們的優勢。
  溫鍛。金屬一般在750-950℃變形。此時,金屬的流動應力約為冷鍛的1/2-1/3。材料變形能力約為冷鍛的2倍。精度可達IT11-14可減少成形工步,節約設備投資,省去冷鍛工藝表面處理工藝及工步間退火。適于大批量生產。如上海交大中京鍛壓公司,采用溫鍛鍛造69Si2Mn彈簧鋼壓緊桿獲得成功。取得顯著經濟效益,與原工藝相比,工件壽命提高30%,節材2/3,節約工時82分鐘。
  熱鍛。金屬在再結晶溫度以上的變形。因變形前加熱溫度高,氧化皮較厚,精度受到影響。但當采取鍛前鍛粗工步或去氧化皮專用裝置去氧化皮,在采用半式、小損耗模鍛時,也可獲得較高精度的鍛件。熱時材料的流動應力只是冷鍛1/5,材料的變形能力為冷鍛的6倍。因此,大量復雜零件的成形,還大多采用熱鍛。
  為了獲得形狀復雜的高精度的鍛件,可采用熱鍛后冷整形或溫鍛后冷整形來提高其精度等級甚至達凈形尺寸。
  如上海納鐵福傳動軸有限公司,去年從德進口1600噸溫鍛生產線,溫鍛后采用冷精整,生產的外星輪彈子滾道只留磨削余是量<0.3mm。25件/分,2班制生產,300萬件/年。
  現把熱鍛、溫鍛、冷鍛工藝、技術、成本指標列于表,可供制訂工藝時參考。

  熱鍛、溫鍛、冷鍛性能成本比較表
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  成形技術                              熱           溫          冷
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  工件重量                              0.05-1,500kg 0.001-50kg  0.001-30kg
  精度                                  IT13-16      IT11-14     IT8-11
  表面質量Rz                            >50-100μm  >30μm     >10μm
  流變應力(原材料)                    20-30%       30-50%      100%
  變形能力(原材料)                    ψ≤6        ψ≤4       ψ≤1.6
  成形費(用德國機床制造協會文集1991)  至113%       100%        至147%
  切削加工                              高           少          很少
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  2、專業化
  為了降低成本,改進工藝,提高生產率,必須走專業化生產的道路。零打破敲會被自然淘汰。工業發達國家專業化達70%,而我國僅36%。
  德國Bruck公司,2000年11月安裝價值1000萬英磅的5臺輾環要,單個鍛件可重20噸,每天能生產100噸機加工后的零件。最近生產4個環,每個重達5.755噸,外徑Φ3.8m,內徑3.7m,環高355mm。
  美國Afink1&Sons公司建于1879年,是美國最大模塊生產廠,全美90%以上模塊都在該公司生產。公司從原材料冶煉、開坯(6000噸水壓機)、鍛制模塊直到按圖紙要求提供6面光的模塊。100多年來獲得100多項專利。其模具鋼被授予世界上第一家也是唯一一家免檢證書。
  瑞典依瑪特鍛造廠始建于1646年。現有職工310人,其中鍛造車間265人,模具車間45人。1997年排第二。該廠有160000KN、4000KN、25000KN三條熱模鍛壓力機生產線。
  這些廠之所以歷經百年不衰,與其專業化生產,技術上精益求精不無關系。
  3、現代化
  2000年在德Stuttgart第10屆國際冷鍛會議上,提出把計算機引入鍛壓工業各個領域作為金屬成形領域第3個發展階段。
  英國金屬成型聯合會調查表明,在英國鍛造企業中有17%使用了金屬流動模擬技術,27%計劃使用。德國Walter scheid公司有5條精鍛生產線。該公司在開發外星輪和三銷套新產品時,使用金屬成形流動模擬Antoforge以前,修模3-5次,而在使用金屬流動模擬后,僅需修模1-2次。可見金屬流動模擬在制模時的重要作用。在上海200家鍛造企業中,使用這一先進技術的僅3家,只占1.5%。
  在鍛壓自動生產線方面,據有關資料顯示,美國有5085條,原蘇聯有6136條,日本約900條,而我國僅300條,作為我國最大的綜合性工業城市的上海更是鳳毛麟角。
  總之,我們鍛造行業要把握好入世機遇,做足、做好精密化、專業化、現代化大文章,使鍛壓行業煥發青春,為制造業作出更大貢獻。
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