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为什么说锻造模具工艺在当前具有不可替代性

2022-12-03 16:15:22

汽车和一些传动轴采用锻造工艺,特别是曲轴类的部件。锻造是对块状和棒形钢料进行打击使之成形的加工方法。将锻坯加热到再结晶温度以上进行的锻造叫做热锻。热锻将锻坯制作成产品的形状,同时提高了锻件的力学性能。锻造由于有锻打的效果,比铸造品具有更高的质量可靠性。汽车部件中要求具有高强度、高刚性的曲轴、凸轮轴、链轮齿轮等都是热锻锻件。汽车曲轴是汽车发动机内,使驱动活塞的直线运动转变为回转,运动的轴类部件。曲轴由固定在发动机上的主轴、活塞连杆、连杆销、平衡配重等零部件组成。根据汽车类型和使用要求,汽车曲轴有直列3汽缸、直列4汽缸、直列6汽缸、V型6汽缸、V型8汽缸等多种形式,形状非常复杂。

曲轴的批量生产方法是用铸造或锻造方法制作成的铸件或锻件,然后用机械加工方法进行精加工,制成曲轴。近年来,对曲轴高性能化的要求越来越迫切,力学性能优良的锻造曲轴成为曲轴的主流轴类,用量不断增加。对汽车曲轴的性能要求是高强度、高刚性,以使发动机效率高、静音化和低燃料消耗。同时,还要求曲轴实现轻量化。

过去的锻造曲轴用材一般是碳素钢和Cr-Mo钢的热处理材(调质处理)。20世纪70年代后,为了降低材料费用,推进了非调质钢的开发,现在,含V的碳素钢(高疲劳强度钢)和无V的碳素钢等非调质钢成为锻造曲轴用材的主流钢种。

此外,为了提高曲轴的疲劳强度,在曲轴机械加工后,对曲轴的连杆销和主轴圆角等危险部位进行高频淬火、软氮化、辊压加工等处理,以提高这些部位的强度,也表明了锻造曲轴的优越性。

对曲轴进行锻造成形时,一般情况下是将锻坯加热到约1200℃后进行热锻。这样可以利用小型锻压设备,施加小负荷,进行良好精度锻造。制造锻造曲轴时,不仅要对锻造进行质量管理,而且,从曲轴材料设计、曲轴形状设计、炼钢直到锻造的系统工序都要进行严格的质量控制。用棒材加工的曲轴或车桥产品类很容易出现锻打开裂质量异议。

锻造模具

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