模具是工业生产中的一种基础装备,随着工业技术的发展得到了广泛地使用.锤锻模具工作环境恶劣,在锻造循环过程中不断地承受着机械载荷和热载荷作用.目前我国的大多数企业,模具使用寿命比较低,仅相当于国外的1/5～1/3.实践证明,在模具设计和制造过程中,若能选用恰当的钢材,确定合理的热处理工艺,对充分发挥材料的潜在性能、降低成本、提高锤锻模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用.

曲轴是发动机的核心零部件,曲轴质量的优劣直接影响到发动机的性能与使用寿命.其工作环境十分恶劣,不仅要承受周期性不断变化的交变载荷产生的扭转和横向与纵向振动作用,同时还要承受弯曲、扭转、冲击等多种应力以及高温及腐蚀的影响.因此,曲轴一般情况下要通过轴颈表面淬火和圆角滚压、轴颈及圆角感应淬火、离子氮化或者氮碳共渗等工艺来提高曲轴强度、刚性、韧性和耐磨性.

目前,随着汽车工业的飞速发展,与之配套的零部件锻造行业也在不停的增长,且锻件结构也趋于复杂化.但是,近年来锻造行业产能严重过剩,市场竞争压力非常巨大,各锻造企业只有降低制造成本,提升产品的成本优势和盈利空间才能提升企业的竞争能力和市场的适应能力.因此,加强工艺研究,实现工艺技术创新、工艺改进、加强新技术的消化吸收推广应用以降低制造成本的重要性显得更加迫切.

模具是锻压生产的主要工艺装备,是零件毛坯制造无可替代的专用工具.锻造毛坯不但能获得金属零件的形状,而且具有良好的内部组织、力学性能和物理性能.因此,锻造毛坯可以缩短零件制造周期,提高产品质量,具有良好的经济效益.但是,国内大多数锻造企业,热锻模具平均使用寿命仅相当于发达国家的1/5～1/3,存在很大的差距,如何提高锻模使用寿命已成为国内锻造企业关注的重要问题.

曲轴是发动机的核心零件,大马力和高性能的发动机大多使用锻钢曲轴.在曲轴模锻生产过程中常产生各种锻造缺陷,这些缺陷轻则增加了制造成本,降低了锻件质量,重则产生批量的质量问题,甚至造成批量报废.本文针对锻钢曲轴模锻生产过程中常见的锻造缺陷进行归纳和解析.

曲拐相位角非180°的曲轴中,通常有以下四种情况需要采用扭拐成形工艺: (1)所有曲柄带有平衡块的曲轴,用立体分模方式成形比较困难,会造成锻造工艺性差、材料消耗高、锻模寿命低和平衡块轮廓形状改变较大等问题.采用模锻加扭拐成形工艺是生产此类曲轴的最佳方案,图1为平面分模模锻加扭拐成形工艺生产的三缸六平衡块曲轴. (2)采用立体分模对曲柄形状改变过多或余块过大,影响动平衡或增加过多的机加工成本.

在锻造行业里,模具的精度和使用寿命直接关系到锻件产品的质量、性能、生产效率及生产成本.因此锻造模具的质量和使用寿命是锻造企业关注的重点.双金属堆焊技术作为修复锻造模具本体来提高模具寿命,从而降低生产成本的重要手段已经得到锻造行业的普遍认可.

利用模锻锤生产锻件时,锻模分别紧固在锤头与砧座上,锤头带动上模做往复运动对坯料进行锻打.通过连续多次锤击,使金属坯料在模膛中流动成形,直至充满模具型腔得到锻件.由于模锻锤机架与砧座连接成整体,锤头带动模具在导轨中运动,从而保证了锻打时模膛正确对准.

连杆是发动机的重要零件之一,连杆的质量直接影响发动机机械性能的平稳性、连续性,以及发动机的使用寿命,并直接关系到车辆的安全行驶.连杆作为发动机的核心传力机构,其在工作过程中承受着周期性不断变化的燃烧压力和惯性力的交变载荷,机械负荷严重,工作条件恶劣.这就要求连杆在质量尽可能小的条件下,有足够的刚度和强度.连杆杆体通常做成“工”字形断面,以便在取得足够强度和刚度的前提下减少质量.连杆一般采用中碳钢或合金钢经模锻、热处理和机械加工制造而成.

近年来,随着各种成本如人力、材料、加工等的不断上涨,导致锻件的利润空间越来越小,企业盈利空间越来越小,企业生存越来越困难.如何降低各种成本、提高盈利空间成为现今企业的头等大事,作为锻造专业技术人员,在锻件开发中考虑降低锻件生产成本尤为重要. 图1所示的右提升杆连接叉是拖拉机重要性能零件,连接各种农机具,形状较为复杂,在锻造成形时必须保证性能要求,零件整体机加工较少.因此,锻造成形工艺直接影响机加工效率和零件成本.

<正>我单位曾承接瓦片模项目,该项目涉及的模具为飞机发动机外壳锤锻模(见图1),具有体积大(外形尺寸为2350mm×820mm×800mm)、型腔深(最深点为460.6mm)、侧壁为直壁、直壁根部为窄沟槽(14～23mm)等特点。考虑到其体积和结构的特殊性,常规的加工工艺已无法完成加工任务,必须改进。