精锻机行业研究应用报告.doc
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1、精锻机行业研究报告一、锻造简介1、锻造工艺简介锻造是一种运用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具备一定机械性能、一定形状和尺寸锻件加工办法,锻压(锻造与冲压)两大构成某些之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生铸态疏松等缺陷,优化微观组织构造,同步由于保存了完整金属流线,锻件机械性能普通优于同样材料铸件。有关机械中负载高、工作条件严峻重要零件,除形状较简朴可用轧制板材、型材或焊接件外,多采用锻件。按变形温度,锻造又可分为热锻(锻造温度高于坯料金属再结晶温度)、温锻(锻造温度低于金属再结晶温度)和冷锻(常温)。钢开始再结晶温度约为727,但普遍采用800作为划分线,高于800是热
2、锻;在300800之间称为温锻或半热锻。依照坯料移动方式,锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。 (1)自由锻。运用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁(砧块)间产生变形以获得所需锻件,重要有手工锻造和机械锻造两种。 (2)模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻金属坯料在具备一定形状锻模膛内受压变形而获得锻件,又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。 (3) 闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边,材料运用率就高。用一道工序或几道工序就也许完毕复杂锻件精加工。由于没有飞边,锻件受力面积就减少,所需要荷载也减少。但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料体积,控制锻模相对位置和对锻
3、件进行测量,努力减少锻模磨损。2、径向锻造径向锻造是对轴向旋转送进棒料或管料施加径向脉冲打击力,锻成沿轴向具备不同横截面制件工艺办法。径向锻造办法专门加工实心或空心长轴类零件。锻造时,分布在棒料圆周方向锤头(28个)对工件迅速和同步锻打。如工件为圆截面,则一面低速旋转,一面轴向进给移动;如工件为非圆截面,则只轴向进给而不旋转径向锻造特点是不需要专用模具,能按预定程序锻出精密轴类零件。径向锻造每次压缩量小,每分钟锻打次数高,普通为2401800次分,能提高金属塑性。这种办法可用于热锻或冷锻。锻件精度:热锻外径0.5毫米,内径0.1毫米;冷锻外径0.1毫米,内径0.01毫米。径向锻造所用设备分精锻
4、机和轮转锻机两类。用精锻机锻造时,工件一面轴向送进一面旋转,锤头径向锻打。此类机器多用程序控制、数字控制或微解决控制系统自动操作,生产效率高,用以建立热锻火车轴等自动生产线和冷锻枪管来复线等。精锻机有立式和卧式之分。尚有一种设备锻造时,工件只送进,不旋转,多用于钢厂,将钢锭直接锻成方钢、扁钢等。轮转锻机有2或4个锤头,锤头一面环绕工件转动,一面对准工件径向锻打,工件只轴向送进。轮转锻机构造简朴,价格低,但自动化限度低,噪音大。3、锻造设备锻造设备是指在锻造加工中用于成形和分离机械设备。锻造设备涉及成形用锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机,以及锻造操作机、开卷机、矫正机、剪切机、等辅助
5、设备。锻造设备重要用于金属成形,因此又称为金属成形机床。锻造设备是通过对金属施加压力使之成形,力大是其基本特点,故多为重型设备,设备上多设有安全防护装置,以保障设备和人身安全。人们为了制造工具,最初是用人力、畜力转动轮子来举起重锤锻打工件,这是最古老锻造机械。14世纪浮现了水力落锤。1516世纪航海业蓬勃发展,为了锻造铁锚等,浮现了水力驱动杠杆锤。18世纪浮现了蒸汽机和火车,因而需要更大锻件。 1842年,英国工程师内史密斯创制第一台蒸汽锤,开始了蒸汽动力锻造机械时代。1795年,英国布拉默创造水压机,但直到19世纪中叶,由于大锻件需要才应用于锻造。 随着电动机创造,十九世纪末浮现了以电为动力
6、机械压力机和空气锤,并获得迅速发展。第二次世界大战以来,七十五万千牛模锻水压机、1500KW对击锤、六万千牛板料冲压压力机、十六万千牛热模锻压力机等重型锻压机械,和某些自动冷镦机相继问世,形成了门类齐全锻造机械体系。 二十世纪60年代后来,锻造机械变化了从19世纪开始,向重型和大型方向发展趋势,转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是浮现了每分种行程次高速压力机、六万千牛三坐标多工位压力机、25000KN精密冲裁压力机、能冷镦直径为48毫米钢材多工位自动冷镦机和各种自动机,自动生产线等。各种机械控制、数字控制和计算机控制自动锻造机械以及与之配套DYH系列锻造操作机、机械手
7、和工业机器人也相继研制成功。当代化锻压机械可生产精准制品,有良好劳动条件,环境污染很小。 二、各类锻造设备特点简介1 、电液锤老式蒸汽锤、空气锤能源消耗大,据记录能源运用率不到2%。为解决蒸汽锤、空气锤存在问题,国外锻锤设计制造商加快了电液锤研制步代,获得明显成效。德国 Lasco公司是世界知名锻锤制造商。从电液锤发展历史来看,液压锤经历了从放油打击单动落锤(KH型,称为第1代产品)到放油打击双动落锤(KHK型,称为第2代产品)再到当前全液压双动落锤(KGH,称为第3代产品)。全液压双动落锤打击能量是通过控制油量多少来实现,打击阀关闭时间可不受锤头位置限制,操作十分灵活可靠,彻底根除了放油打击
8、电液锤许多弊病。因而,近年来这种电液锤得到较快发展。该公司电液锤已经实现了程序化控制,即打击能量和打击次数都可实现程序控制。锤传动效率高达65%,为蒸汽锤和空气锻锤30倍。此外,德国Beche公司还研制了全液压锤。近来,国内在电液锤研制方面也获得很大发展,重要体当前老式蒸汽锤、空气锤换头改造上,即采用电液传动装置了代原有锻锤气缸及动力站,保存原有机架、砧座。安阳锻压机械公司运用这种技术为数十家公司改造1-3t老式蒸汽锤和空气锤10余台,获得了较好效果,能源运用率由2%提高到20%-60%。除换头外,电液锤整机研制仍处在发展阶段,居于德国lasco公司第2代产品发展水平上,属于液气锤。全液压锤研
9、究和制造正在起步。2 、液压机液压机构造特真使其易于获得较大工作压力、行程和空间;工作压力和工作速度可依照需要进行调节,且平稳,无冲击。其局限性之处是生产效率比较低,活动横梁下死点不易控制精确。由于液压机具备变形速度低特点,有助于合金塑性变形。因而,比较合用于高合金铸锭锻造。国外制造液压机技术比较成熟。俄罗斯重型锻压设备制造公司是生产锻压设备主导公司,可生产800t,125t,t,3150t,6300t液压机,其载重量为5-30t,负载力矩为118-785kNm,是轨道式锻造操作机。俄罗斯依若尔重机厂能制造12500t液压机。俄罗斯上萨尔达冶金生产联合公司是世界上最大钦生产商,拥有世界上最大7
10、5000t液压机。,在75000t和30000t液压机上安装了自动控制系统,可生产重达3.2t锻件。美国能生产液压机最大吨位为1t,日本生产最大吨位为10000t,国内液压机设计制造技术与国际水平相称,第一重型机械集团、第二重型机械集团公司均可制造1t液压机。国内拥有10000t级大型液压机数量己跃居世界第3位。为了提高液压机使用效率,国外液压制造商把目光放在锻造液压机技术改造上,重要对液压系统和控制系统改造。在这方面德国sPs公司、德马克公司积累了不少成功经验,液压系统采用当代先导阀,手工操纵改用计算机控制,改造后液压机具备与快锻机相似控制精度和性能。3、快锻液压机当前 ,在某些发达国家,特
11、别是德国,快锻液压机设计制造技术已经相称成熟。它们用油作介质,泵直接驱动,大多采用下拉式主机构造,液压泵站普通设立在主机附近地下室内。某些公司设计制造快锻液压机具备一系列先进性,重要体当前:液压系统采用品有迅速反映电磁阀作先导阀,其切换频率高达250次/min,故该阀动态响应快、动作敏捷、启闭迅速,能满足压机迅速性规定;主缸和排液设有此外通道,使充液阀成了只有充液功能单向阀,减少了液压冲击;快锻液压机采用微机控制,压机与操作机之间联动自如,当锻件锻造工艺拟定后,即可通过计算机控制实现程序化锻造,国内快锻液压机重要生产厂家有西安重型机械研究所和兰石新技术开发实业公司。在20世纪80年代中期,由西
12、安重型机械研究所和北京重型机械厂研制成国内第1台800t快锻液压机组,在兰石公司投人运营。兰石公司对该机组液压系统、主机、微机控制系统进行全面评估,发现了迅速电磁阀电路板设计、高速轻型泵泵头阀、主机圆形立柱与调节导套间隙不易调均,运动不够平衡等技术问题,在总结经验基本上,提出了一系列改进办法,获得了成效。当前,兰石公司已能生产800t和1600t快锻液压机,制造水平有了很大提高,但其液压系统重要部件如泵、先导阀等还需国外配套。国内快锻液压机总体水平与德国制造技术相比尚有较大差距。随着当代工业迅速发展,人们对自由锻件尺寸精度和生产效率提出了越来越高规定,因而对液压机锻造速度和压下精度规定也随之提
13、高,为了适应这种规定,快锻液压机应运而生。国外生产快锻液压机厂家重要有德国曼内斯曼一德马克公司、潘因克(pahnke)公司和日本三菱长崎机工株式会社。4 、精锻机精锻机(径向精密锻造机)开发于20世纪40年代,其中卧式精锻机用得较多,分为机械驱动和液压驱动2种形式。径向锻造具备脉冲锻打和多向锻打特点,并且脉冲锻打频率高(普通为180-1800Zk/min),速度快,每次变形量很小。采用多锻模(最多可达8个),沿径向从各种方向锻打,使金属变形处在三向压应力状态,有助于提高金属塑性。此外,径向锻造机自动化限度高,生产锻件精度高,表面粗糙度小。但也有局限性之处,由于锻造时,工件表面变形不不大于中心部
14、位变形,如果锻比控制不当会浮现心部锻不透现象。此外,由于打击频率高,产生变形热,使锻件局部温度上升,导致钢显微组织不均匀,影响性能。奥地利GFM是世界知名径向锻机生产公司,可生产3种类型精锻机: 机械传动SX型; 液压传动PX型; (持续式SD型。吨位从802500t,最大吨位SX-85径向锻机,锤头最大锻打力为29420 kN,打击次数125次/min。此外,德国Eumuco公司也能生产精锻机,以液压传动为主,如SMX-18型,最大打击力2697kN,打击次数180320Zk/min。从20世纪80年代中期至今国内已从奥地利引进了SX-25,SX-32,SX-40,SX-55,SX-65型7
15、台精锻机,吨位分别为400t,500t,800t,1000t和1400t,重要用于锻制特种钢、工具钢和锻件,使用效果比较抱负。国内精锻机研制进程十分缓慢,至今为止只仿制了2台中型精锻机。一台是由大连钢厂牵头制造一台340t精锻机,另一台是由大连精工锻压高新技术公司提供技术,中华人民共和国一重制造400t精锻机,投产后已使用5年,年加工量达t。国外电液锤制造技术发展迅速。当前,国内仅限于蒸汽锤和空气锤换头改造技术,整机研制处在发展阶段。国内液压机设计制造技术比较成熟,制造水平与国外相称。国内生产快锻机最大吨位为1600t,核心部件尚需进口,实现国产化尚有一段路要走,要制造3000t以上快锻机必要
16、使设计和制造水平上一种新台阶。至于精锻机,设计制造工作进展十分缓慢,仍处在起步阶段,与国外相比有很大差距,应加强投人,迎头赶上。三、精锻机简介1946年,奥地利B.Kralowetz博士提出了多锤头对称挤压锻造原理,同年以24锤头卧式精密旋转式径向锻造机(简称“精锻机”)为主导产品GFM公司宣布成立,至今该公司生产精锻机遍及世界150多家公司,美、日、德、英和前苏联等工业大国,精锻机拥有量均在60台以上,吨位从150KN到30000KN,加工尺寸范畴20850mm。精锻机生产以钢锭 ( 坯) 为初级原料, 通过热 ( 冷) 锻造加工成方、扁、圆、空心轴和阶梯轴等各种截面形状棒 ( 管) 材 ,
17、 特别合用于高速工具钢 、模具钢、轴承钢和不锈钢等高合金难变形特殊钢锻造。 与其她锻造设备相比,精锻机优势体当前:(1)构造合理,传动方式优越,产品质量高精锻机为电机-连杆-偏心轴传动,四锤头以143min-1高频同步锻打,并进行表面压应力锻造,故可避免产生裂纹,改进材料金相组织,保证锻件表面光洁,提高产品质量,锻材尺寸公差不大于1%1.5%。(2)生产工艺先进,成材率高锻造速度快,成材率在80%以上。国内记录成材率为72%81%,比汽锤高3%10%。(3)生产效率高,劳动条件好实践证明,一台3400KN精锻机年产量可达1.6万吨,相称于三台2T汽锤总产量。工人由72人减为24人,节约劳动力6
18、7%。10000KN精锻机年产量为2.5万吨,相称于三台5T汽锤,节约劳动力50%,特别是劳动强度大大减少,空气、噪声等环境污染小,生产安全可靠,社会效益好。(4)节能、节财、减少损耗由于精锻机生产锻材尺寸精密,后续加工余量小,锻造加热一火即成,因而节约能源、原材料,减少工时损耗,减少成本接近30%。 四、精锻机下游行业特钢行业简介1、特钢概念特钢是区别于普钢一种特殊钢材类别。特钢之“特”重要体当前两个方面:一是生产过程中需要特别控制质量和性能,普通需要特殊生产设备或工艺流程;二是应用特殊,特钢往往应用于“动态”工作环境中,如轴承、弹簧等,对钢材强度、韧性、耐腐蚀性等性能有特殊规定。2、特钢类
19、别特钢分类办法有各种,最常用是按成分和质量划分,分为特殊质量非合金钢、特殊质量低合金钢、特殊质量合金钢和不锈钢,低合金钢与合金钢区别在于合金元素含量(以 5%为界) ,不锈钢本属合金钢,因其重要性而单列一类。特钢交货状态可以是棒材、线材、板带材和管材,其中棒线材占大多数,国内该比例超过 60%,板带材和管材分别用于生产各种合金钢板和钢管。按照用途分类,也是最常用分类,特钢涉及构造钢、轴承钢、工具钢、模具钢、弹簧钢、冷镦钢、特种合金等。构造钢用于各类工业机械传动件、紧固件、构造件等;轴承钢用于生产机械用滚珠、轴承和轴承套;工模具钢用来制造各类切削刀具、刃具、量具及模具;特种合金是满足特殊性能规定
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