温锻和热锻有什么区别(精密锻造、汽车零件锻造…聊聊锻造界的那些事—智造人才网)

Posted 2023-06-01

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温锻和热锻有什么区别(精密锻造、汽车零件锻造…聊聊锻造界的那些事—智造人才网)

锻造行业是打造重型装备、先进装备的基础，是大国间较量的必争之技。现代锻造业经过上百年的发展历程，已经形成系统且先进的锻造工艺和锻造技术。

受益政策支持、技术研发与市场推动，我国锻造行业规模位居全球首位，连续多年成为全球锻件第一生产国和消费国。但锻造行业的市场壁垒、技术壁垒、资质壁垒比其他行业只高不低，对我国锻造行业迈向高端造成诸多阻碍。我国于高端锻造领域的探行需要取得较高速率与扎实基础的均衡。

锻造行业部分客户特殊，如特种合金锻件产品主要应用于航空、航天等行业；设备相对专业，需要投入大量资金购置；工艺复杂，大型锻件和特种合金锻件制造领域技术门槛较高。相比铸造和机械加工，锻造在零件的完整性、纹理流线、灵活性等方面具有优势，锻造而成的锻件具有承载高、寿命长、严苛工作条件适应性强等特点。并且，目前锻造行业上游直接材料包括碳钢、不锈钢、合金等，成本占比达70%以上，抗风险能力有待加强。

目前，我国高端锻造、大型铸锻件的发展状况如何？汽车零件锻造有何值得说道的？

高端锻造

我国锻造行业起步较晚，一度只在低端锻造领域徘徊，在高端锻造方面受限于国外企业。欧美国家及日本的大型锻造企业，凭借先发优势，倚靠长期以来的技术积累与强大研发能力，在锻造技术、工艺和装备水平等方面持续领跑，长期垄断全球大型高端锻件市场，我国呈后程追赶态势，当前已取得部分成效。

锻造是高端装备发展的关键，也是国家综合实力的象征。随着新材料、新工艺和智能制造的发展，高性能新材料锻压技术和装备将不断涌现，步入高端的锻造行业发展需要更多关键核心技术工艺的攻关和突破，以满足各行业对锻压装备日益严苛的要求。

对此，各细分领域均有布局与突破。如国内首家航空环锻件智能化产业基地打造的“航空环锻件柔性智能生产线”建成后，将实现航空环锻件的柔性智能制造，消除人为环节对产品质量的影响，提升航空发动机环锻件产品的质量和生产效率。

政策红利赋予了我国锻造行业超高定位，并促使其逐渐向自动化、智能化跨越，通过技术的进步提高锻造锻件的生产率。

因锻件产品一般具有多规格、多品种、定制化的特点，非标产品特色显著，在实际生产过程中多采用“以销定产”模式，与下游客户的定制需求密不可分，需要与主要客户建立相对稳定的合作伙伴关系。因此，锻造行业本身受其他行业发展影响较大，具有特色产品的锻造企业得以维持优势，技术与市场沉淀不足的锻造企业易受到冲击。

为避免客户的行业单一、企业单一和产品单一带来的风险，需尽量以技术和创新开拓市场，实现用户的行业、企业、产品“专业化下的多元化”。

大型铸锻件

大型铸锻件是指单件毛重5吨以上的铸件和通过1000吨以上液压机、5吨以上自由锻锤锻造生产的自由锻件及由6000吨以上热模锻设备、10吨以上模锻锤生产的锻件。

大型铸锻件产品是电力、冶金、石化、造船、铁路、矿山、航空航天、军工、工程等装配的基础部件，其经济带动性强，辐射作用大，是产业链上不可缺少的重要一环节。大型铸锻件是重大装备的典型关键部件，既可以是各大型设备的备件，也可以是受力部件，如轧机中的机架、支承辊、工作辊，发电汽轮机中的转子、大轴和转轮体等。作为基础行业，大型铸锻件的需求量是极大的。

大型铸锻件制造业是一个非常特殊的行业，既是我国经济建设、发展的关键行业，也是我国重大装备制造业的基础，更是我国国防建设必须的行业；是关系到国家安全和经济命脉的不可或缺的战略性行业，也是国家能力的重要组成；大型铸锻件行业的发展水平是衡量一个国家综合国力的重要标志。近年来，我国大型铸锻件需求量持续稳定增长，2021年我国大型铸锻件需求量从2012年的138.2万吨增长至232.6万吨。

从2021年我国大型铸锻件需求数量领域分布来看，其中：矿山设备领域占37.12%；金属轧制设备领域占23.25%；工矿配件等领域占21.88%；冶炼设备领域占14.24%；炼油化设备领域占.51%。

汽车零件锻造

一辆汽车上采用“冷温锻”近净成形工艺制造的零件品种(包括复杂程度、重量大小、精度高低)和零件数量的多少，体现了汽车先进制造技术的水平。我国目前一辆汽车采用国产技术装备生产的冷温锻零件数量只有国外的三分之一，对于形状复杂、精度高的冷锻零件，或是直接从外方汽车集团采购，或是靠进口德国、日本极为昂贵的冷温锻压力机和大型精密模具来生产。总体来说，我国汽车行业的研发能力与制造技术水平还不够，整体汽车质量与国外存在一定差距，特别在精锻方面，汽车零件精锻技术水平和先进国家的差距很大。精密锻造技术已成为汽车企业保持竞争优势而必须掌握的核心技术之一。

1、精锻在汽车零件产业链的优势

由于锻压工艺制造的零件强度高，韧性好，适合于大批量生产，因此汽车上有近60%零件采用锻造生产。近年来，随着汽车产量飞速增长，各主机厂在提升和整合整车产能时，对零部件的整合也在同步规划中。日本JATCO 为使CVT 变速箱尺寸减少及达到轻量化要求，将齿轮和轴组合成一种滑轮并实现近净成形，改形后结构更加紧凑，环境更为友好。越来越多的整车企业在追求轻量化和节油率，用精密锻造技术替代切削加工工艺成为新产品开发主要方向，所有这些都为精密锻造发展提供了机遇。

从目前实践来看，精密锻造可以降低整个供应链的制造成本，一般节约率在15%以上。在采用精密锻造工艺后尽管锻造成本增加，但是减少了机加工的费用，从而大大降低了总的成本。如结合齿轮整体锻造替代同步齿轮与本体分开加工的制造工艺，可以节约生产成本25%左右，这代表着未来汽车变速器齿轮加工的趋势。

精密锻造另一个重要特征就是制造成本随着生产量增加而逐步降低，这主要体现了模具成形工艺的优点，高效率和高一致性。虽然在生产中固定成本高，但是生产效率也高，对于大批量生产的零件，在产能提升上只需投入很少，就能使产能得到极大提升。

传统的汽车锻造企业为了提升汽车零部件的竞争优势，需要投入到精锻研究与投资上，因此发展精锻势在必行。

精密锻造是指可生产具有较高表面质量和尺寸精度的少无飞边近净形锻件的工艺过程。一般传统的热锻工艺难以有效获取近净形锻件，为解决这一矛盾，在原热锻的基础上，利用如塑性理论、材料科学及摩擦学改进了锻造工艺，开发了精密锻造技术。目前精密锻造技术有多种分类，一般可根据锻造温度以及成形方式来区分。

2、锻造温度区分

从温度区间分为冷锻、温锻及温锻(热锻)－冷锻复合锻造。

(1)冷锻工艺是指在室温下对钢进行酸洗、磷化、皂化后成形锻件。其锻件精度可以达到IT8 ～11 级。

(2)温锻工艺在工业界指在高于室温、低于热锻终锻温度(1000℃～1250℃)范围内进行的锻造工艺，此时锻造氧化皮厚度仅为10μm，精度在IT11 ～14级。

(3)温锻(热锻)－冷锻联合成形工艺，就是将金属用温锻成形方法制成基本接近产品最终形状的毛坯，经清理和润滑处理后，通过冷锻的方法将毛坯精整或整形，最终产品精整部分精度达到冷锻水平。

3、成形方式区分

在发展传统闭式模锻工艺的过程中，在无飞边模锻(即闭式模锻)基础上增加了闭塞锻造、分流锻造，模具突破了传统热锻中上模、下模、顶杆的简单模具结构形式。相对于传统的锻造方法，有以下几个特别的工艺。

(1)挤压。

坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的型腔挤出，使之横截面积减小、长度增加、成为锻件的加工方法称为挤压。主要用于冷挤各种花键，温挤各种阀体，热挤半轴套管等。

(2)闭塞锻造。

闭塞锻造是在封闭凹模内通过一或两个凸模单向或对向挤压金属一次成形，获得无飞边的近净形精锻件的模锻。闭塞锻造可实现无缝锻造，材料利用率高，设备吨位小，尺寸精度高。

(3)分流锻造技术。

分流锻造的主要原理是在毛坯或模具的成形部分建立一个材料的分流腔或分流通道。锻造过程中，材料在充满型腔的同时，部分材料流向分流腔或分流通道。分流锻造技术的应用，使较高精度齿轮的少、无切削加工迅速达到了产业化规模，主要应用于正齿轮和螺旋齿轮的冷锻成形。