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1、精锻机行业研究报告一、锻造介绍1、锻造工艺介绍锻造是一种利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有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、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的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的开始再结晶温度约为727，但普遍采用800作
2、为划分线，高于800的是热锻；在300800之间称为温锻或半热锻。根据坯料的移动方式，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。利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，主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有一定形状的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，材料的利用率就高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。但是，应注意不能使坯料完全受到限制，为此要严
3、格控制坯料的体积，控制锻模的相对位置和对锻件进行测量，努力减少锻模的磨损。2、径向锻造径向锻造是对轴向旋转送进的棒料或管料施加径向脉冲打击力，锻成沿轴向具有不同横截面制件的工艺方法。径向锻造方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的锤头(28个)对工件快速和同步锻打。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的特点是不需要专用模具,能按预定程序锻出精密的轴类零件。径向锻造每次压缩量小，每分钟锻打次数高,一般为2401800次分，能提高金属的塑性。这种方法可用于热锻或冷锻。锻件的精度:热锻的外径0.5毫米,内径0.1毫米；
4、冷锻的外径0.1毫米，内径0.01毫米。径向锻造所用设备分精锻机和轮转锻机两类。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。这类机器多用程序控制、数字控制或微处理控制系统自动操作，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。还有一种设备锻造时，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，锤头一面围绕工件转动，一面对准工件径向锻打，工件只轴向送进。轮转锻机结构简单，价格低，但自动化程度低，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的机械设备。锻造设备包括成形用的锻锤、机械压力机、液压机、
5、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、等辅助设备。锻造设备主要用于金属成形，所以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的，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的，这是最古老的锻造机械。14世纪出现了水力落锤。1516世纪航海业蓬勃发展，为了锻造铁锚等，出现了水力驱动的杠杆锤。18世纪出现了蒸汽机和火车，因而需要更大的锻件。 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的时代。1795年,英国的布拉默发明水压机，但直到19世
6、纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。 随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的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，七十五万千牛的模锻水压机、1500KW的对击锤、六万千牛的板料冲压压力机、十六万千牛的热模锻压力机等重型锻压机械，和一些自动冷镦机相继问世，形成了门类齐全的锻造机械体系。 二十世纪60年代以后，锻造机械改变了从19世纪开始的，向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是出现了每分种行程2000次的高速压力机、六万千牛的三坐标多工位压力机、25000KN的精密冲裁压力机、能冷镦直径为48毫米钢材的多工位自动冷镦
7、机和多种自动机，自动生产线等。各种机械控制的、数字控制的和计算机控制的自动锻造机械以及与之配套的DYH系列锻造操作机、机械手和工业机器人也相继研制成功。现代化的锻压机械可生产精确制品，有良好的劳动条件，环境污染很小。 二、各类锻造设备特点介绍1 、电液锤传统蒸汽锤、空气锤能源消耗大，据统计能源利用率不到2%。为解决蒸汽锤、空气锤存在的问题，国外锻锤设计制造商加快了电液锤的研制步代，取得显著成效。德国 Lasco公司是世界著名的锻锤制造商。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)再到现在的全液压双动落锤(KGH，
8、称为第3代产品)。全液压双动落锤的打击能量是通过控制油量多少来实现的，打击阀的关闭时间可不受锤头位置的限制，操作十分灵活可靠，彻底根除了放油打击电液锤的许多弊病。因此，近年来这种电液锤得到较快的发展。该公司的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。锤的传动效率高达65%，为蒸汽锤和空气锻锤的30倍。此外，德国Beche公司还研制了全液压锤。近10年来，我国在电液锤研制方面也取得很大发展，主要表现在传统蒸汽锤、空气锤换头改造上，即采用电液传动装置了代原有锻锤的气缸及动力站，保留原有机架、砧座。安阳锻压机械公司利用这种技术为数十家企业改造1-3t传统蒸汽锤和空气锤10余台
9、，取得了较好效果，能源利用率由2%提高到20%-60%。除换头外，电液锤整机的研制仍处于发展阶段，居于德国lasco公司第2代产品发展水平上，属于液气锤。全液压锤研究和制造正在起步。2 、液压机液压机的结构特真使其易于获得较大的工作压力、行程和空间;工作压力和工作速度可根据需要进行调整，且平稳，无冲击。其不足之处是生产效率比较低，活动横梁下死点不易控制准确。由于液压机具有变形速度低的特点，有利于合金的塑性变形。因此，比较适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的主导公司，可生产800t,125t,2000t,3150t,6300t液压机，其载重
10、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的液压机。俄罗斯上萨尔达冶金生产联合公司是世界上最大的钦生产商，拥有世界上最大的75000t液压机。2002年，在75000t和30000t液压机上安装了自动控制系统，可生产重达3.2t的锻件。美国能生产液压机的最大吨位为12000t，日本生产的最大吨位为10000t，我国液压机设计制造技术与国际水平相当，第一重型机械集团、第二重型机械集团公司均可制造12000t液压机。我国拥有10000t级大型液压机数量己跃居世界第3位。为了提高液压机的使用效率，国外液压制造商把目光放在锻造液压机的技术改
11、造上，主要对液压系统和控制系统的改造。在这方面德国sPs公司、德马克公司积累了不少成功经验，液压系统采用现代的先导阀，手工操纵改用计算机控制，改造后液压机具有与快锻机相同的控制精度和性能。3、 快锻液压机目前 ，在一些发达国家，尤其是德国，快锻液压机的设计制造技术已经相当成熟。它们用油作介质，泵直接驱动，大多采用下拉式主机结构，液压泵站一般设置在主机附近的地下室内。某些公司设计制造的快锻液压机具有一系列先进性，主要表现在:液压系统采用具有快速反应的电磁阀作先导阀，其切换频率高达250次/min，故该阀动态响应快、动作灵敏、启闭迅速，能满足压机快速性要求;主缸和排液设有另外的通道，使充液阀成了只
12、有充液功能的单向阀，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，当锻件的锻造工艺确定后，即可通过计算机控制实现程序化锻造，我国快锻液压机的主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，在兰石公司投人运行。兰石公司对该机组的液压系统、主机、微机控制系统进行全面评估，发现了快速电磁阀电路板设计、高速轻型泵的泵头阀、主机圆形立柱与调整导套间隙不易调均，运动不够平衡等技术问题，在总结经验的基础上，提出了一系列改进措施，取得了成效。目前，兰石公司已能生产800t和1600t
13、快锻液压机，制造水平有了很大提高，但其液压系统的主要部件如泵、先导阀等还需国外配套。我国快锻液压机的总体水平与德国制造技术相比还有较大的差距。随着现代工业的快速发展，人们对自由锻件的尺寸精度和生产效率提出了越来越高的要求，因而对液压机的锻造速度和压下精度的要求也随之提高，为了适应这种要求，快锻液压机应运而生。国外生产快锻液压机的厂家主要有德国曼内斯曼一德马克公司、潘因克(pahnke)公司和日本的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。径向锻造具有脉冲锻打和多向锻打的特点，而且脉冲锻打频率高(一般
14、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)，沿径向从多个方向锻打，使金属变形处于三向压应力状态，有利于提高金属的塑性。此外，径向锻造机自动化程度高，生产的锻件精度高，表面粗糙度小。但也有不足之处，因为锻造时，工件表面变形大于中心部位变形，如果锻比控制不当会出现心部锻不透的现象。另外，由于打击频率高，产生变形热，使锻件局部温度上升，导致钢的显微组织不均匀，影响性能。奥地利GFM是世界知名的径向锻机生产公司，可生产3种类型的精锻机： 机械传动的SX型； 液压传动的PX型； (连续式SD型。吨位从802500t,最大吨位的SX-85径向锻机，锤头最大锻打力为
15、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年代中期至今我国已从奥地利引进了SX-25, SX-32,SX-40,SX-55,SX-65型7台精锻机，吨位分别为400t, 500t,800t,1000t和1400t,主要用于锻制特种钢、工具钢和锻件，使用效果比较理想。我国精锻机的研制进程十分缓慢，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的一台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，中国一重制造的400t精锻机，投
16、产后已使用5年，年加工量达2000t。国外电液锤制造技术发展迅速。目前，我国仅限于蒸汽锤和空气锤的换头改造技术，整机研制处于发展阶段。我国液压机设计制造技术比较成熟，制造水平与国外相当。我国生产的快锻机的最大吨位为1600t，关键部件尚需进口，实现国产化还有一段路要走，要制造3000t以上的快锻机必须使设计和制造水平上一个新台阶。至于精锻机，设计制造工作进展十分缓慢，仍处于起步阶段，与国外相比有很大差距，应加强投人，迎头赶上。三、精锻机介绍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”）为主导产品的GFM公司宣告成立，至今该公司生产的精锻机遍布世界150多家企业，美、日、德、英和前苏联等工业大国，精锻机的拥有量均在60台以上，吨位从150KN到30000KN，加工尺寸范围20850mm。精锻
