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冷鍛溫鍛技術(shù)的應(yīng)用

冷鍛工藝在汽車零件的生產(chǎn)上得到大量應(yīng)用，國(guó)內(nèi)的使用也越來(lái)越廣泛，冷鍛工藝適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)，不僅鍛件的外觀形狀得到改善，節(jié)能效果也比較顯著。

⑴汽車變速箱輸出軸的冷擠壓工藝。該產(chǎn)品如圖5所示。設(shè)計(jì)采用三道冷擠壓成形，材料逐次變形，最終成形。該產(chǎn)品材質(zhì)為16MnCr5G，鍛造生產(chǎn)工序?yàn)椋轰彺蚕铝稀�車外圓→退火→噴丸→磷皂化→三次擠壓。

在第一道完工后，可以連續(xù)進(jìn)行后續(xù)兩道擠壓而無(wú)需再次皂化。冷擠壓的第二軸鍛件，外表美觀，尺寸精度高，加工余量小，質(zhì)量穩(wěn)定，比熱鍛件更受客戶的歡迎。

⑵汽車半軸套管冷擠壓縮徑。該產(chǎn)品用于依維柯廂式貨車的后橋，是由無(wú)縫鋼管一端縮徑而成的變徑管產(chǎn)品，要求在縮徑時(shí)截面過(guò)渡段的壁厚還需增厚。原工藝是用無(wú)縫鋼管兩次鍛造縮徑形成的。第一次變形是在模具內(nèi)頂鍛成鼓狀，使縮徑過(guò)渡處的壁厚增加，然后第二次加熱再縮徑，兩次加熱使用同一臺(tái)燃油爐。我們把依維柯汽車半軸套管的成形工藝改成了冷擠壓，該產(chǎn)品的材料為25MnCr無(wú)縫鋼管，擠壓前無(wú)需進(jìn)行退火,單件產(chǎn)品的能耗僅為改進(jìn)前的1/2，能源成本大大下降。

冷鍛鍛件的材料選擇范圍有限，有些材料需要經(jīng)退火處理，影響能耗，應(yīng)綜合考慮。對(duì)于批量較大的中小鍛件，冷鍛工藝仍然是一個(gè)節(jié)能降耗的先進(jìn)工藝。

⑶溫鍛工藝在汽車傳動(dòng)軸零件上的應(yīng)用。等速萬(wàn)向節(jié)上的鐘形罩鍛件需求量大，鍛造方式有熱鍛、鐓鍛和溫鍛。圖6是其中一種。由于內(nèi)腔分布有球道，球道最終通過(guò)冷擠壓成形而無(wú)需機(jī)械加工，工藝選擇了溫鍛+冷擠壓。坯料加熱到900℃，2000t鍛壓機(jī)5個(gè)工步完成鍛造，采用自動(dòng)化程度高的步進(jìn)梁實(shí)施操作，鍛后控溫冷卻，表面噴丸，冷擠壓完成外壁和內(nèi)腔油道的成形。該工藝具有生產(chǎn)效率高，尺寸精度高，相比熱鍛而言，加熱能耗還可以降低1/3。

優(yōu)化產(chǎn)品，提高材料利用率 

鍛造行業(yè)消耗大量的原材料，以汽車鍛件為例，鋼材費(fèi)用占總成本的60%左右，鋼材的生產(chǎn)需要消耗大量能源，因此優(yōu)化鍛件設(shè)計(jì)，提高材料利用率也是節(jié)能的一個(gè)途徑。

⑴模鍛件制坯工序的優(yōu)化。優(yōu)化制坯工序可以使坯料盡可能與鍛件截面吻合。鏈軌節(jié)鍛件經(jīng)過(guò)優(yōu)化，材料利用率提高10%，從飛邊的大小可以看出，改進(jìn)前后，飛邊的大小發(fā)生很大變化。但是，很多時(shí)候，模鍛件的效率更加重要，增加制坯或者制坯工序復(fù)雜耗時(shí)，都會(huì)影響效率。通常采取把制坯工序移到外面，使用輥鍛機(jī)或高速?zèng)_床制坯，以節(jié)約主機(jī)有效工時(shí)。

圖7 鏈軌節(jié)飛邊的變化，材料利用率的提高

⑵采用閉式鍛造工藝。閉式鍛造具有材料利用率高、鍛件精度高的特點(diǎn)，特別適合于回轉(zhuǎn)體鍛件。南汽鍛造通過(guò)對(duì)齒輪鍛件的工藝改進(jìn)，在730t摩擦壓力機(jī)上用閉式方式取代原1600t鍛壓機(jī)開(kāi)式鍛造，表1是改進(jìn)前后，材料利用率的對(duì)比。
表1 閉式鍛造與開(kāi)式鍛造的材料利用率對(duì)比

閉式鍛造比開(kāi)式鍛造材料利用率平均提高9.1%，鍛件的加工余量均勻，加工量減少，受到客戶歡迎。但閉式鍛造對(duì)下料要求較高，模具壽命相對(duì)短一些，鍛造的生產(chǎn)效率也有所下降，應(yīng)綜合考慮。

⑶以鍛代切，降低切削加工成本。鏈軌節(jié)的兩個(gè)側(cè)面和窗口螺母座是鍛后用銑床和拉床加工出來(lái)的，南汽鍛造經(jīng)過(guò)數(shù)年的努力，在鍛造的切邊沖孔過(guò)程中，利用氮?dú)鈴椈蓧壕o工件，將兩側(cè)面和螺母座面沖切出平面，以取代機(jī)械加工。該項(xiàng)目投入使用后，每件產(chǎn)品可節(jié)約加工工時(shí)1/3。

圖8 鏈軌節(jié)以鍛代切表面示意圖
⑷局部鍛造取代整體鍛造。船用鍛件如圖9所示。該產(chǎn)品原工藝用直徑為35mm的材料，在2t錘稍作滾擠后整體鍛造，材料利用率只有62%，不僅材料成本高，整體加熱的能源消耗也大。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，改進(jìn)為細(xì)直徑材料局部加熱、平鍛機(jī)鐓粗的工藝，材料利用率從64%提升到89%，單件能源消耗也降低了50%，如圖10所示。