一、常用鍛造設備對特種合金鍛造的適應性

根據(jù)特種合金的鍛造特性和鍛造設備的使用特性，常用鍛造設備對特種合金鍛造的適應性

可以歸納如下：

1.鍛錘

模鍛錘上模鍛是最早發(fā)展的模鍛方法。盡管各種新型模鍛設備和模鍛工藝方法不斷出現(xiàn)，但由于鍛錘上模鍛具有靈活、適應性強、金屬易于充滿模膛、可以單模膛和多模膛模鍛以及設備價格低廉等優(yōu)點，因此，它在模鍛件生產(chǎn)中仍占重要地位。然而，鍛錘上模鍛也有其難以克服的缺點，例如噪聲和振動大、污染環(huán)境、勞動條件差，因為速度高，不適于鍛造低塑性的特種合金。

模鍛錘（含對擊錘）開始打擊鍛件的速度在4m/s～8m/s，屬于沖擊性載荷，錘頭打擊速度高而且變化大，不適于鍛造低塑性和再結晶速度慢的特種合金，塑性不是太差的特種合金，也可以在模鍛錘和對擊錘上進行鍛造，不過加熱溫度與壓力機模鍛不同。此外，鍛造開始時要輕打，隨后逐漸加重錘擊力度，并嚴格控制每錘的變形量。終鍛工序最后一錘的變形量尤其重要，以免產(chǎn)生不均勻的晶粒組織。

2.液壓機

鍛造液壓機分為自由鍛液壓機、模鍛液壓機和擠壓液壓機三種。自由鍛液壓機還有普通自由鍛液壓機和快速鍛造液壓機之分。自由鍛液壓機（3MN～160MN）主要用于各種材料鑄錠開坯及大型和特大型自由鍛件的生產(chǎn)。快速鍛造液壓機（工作行程速度可達0.3m/s）一般噸位較小，主要用于特種合金鑄錠開坯和制坯。

模鍛液壓機的公稱載荷多在8MN～750MN范圍內(nèi)。與其他模鍛設備相比，模鍛液壓機工作速度低（工作行程速度在0.1m/s左右或更低）、可控、動作平穩(wěn)，在整個工作行程中設備不斷供給能量，使加載速度基本保持不變，特別適合于模鍛對變形速度敏感的特種合金；工作行程長，適于實現(xiàn)在一次行程中完成一個大變形量的鍛造工序，如擠壓和鐓粗。但模鍛液壓機的工作行程長使加載時間長，對模具磨損大和鍛件易于激冷，又為其缺點。

中小型的模鍛液壓機主要用于模鍛鋁合金、鎂合金和銅合金鍛件。萬噸級以上的大型模鍛液壓機主要用于模鍛大型特種合金結構件，例如，飛機的大型鋁合金結構件、飛機的鈦合金隔框、接頭和梁以及高溫合金和鈦合金的發(fā)動機壓氣機盤和渦輪盤等。

3.機械壓力機

機械壓力機空程速度較高，而工作（加載）速度較低（在0.3m/s以下），動作平穩(wěn)，設備一次行程完成一個工序，故適合于模鍛對變形速度敏感的高溫合金和鈦合金。由于該設備剛度大、度高，并且裝有精密模座和上下頂料裝置，故可以模鍛出模鍛斜度小、精度高的模鍛件。機械壓力機多用于大批量生產(chǎn)高溫合金和鈦合金葉片模鍛件、精鍛件以及其他中小型結構件。楔塊傳動和扼架式等現(xiàn)代機械壓力機剛度大，且配備載荷顯示裝置，特別適于大量生產(chǎn)精鍛件。

4.螺旋壓力機

螺旋壓力機兼具鍛錘和壓力機的兩種設備的工作特性。其速度—行程曲線與鍛錘相似，在整個行程的最高速度點上加載，但由于它的最高速度一般不高于1.2m/s，并可以進行不同變形程度的反復打擊，因而用途廣，也適于模鍛或精鍛特種合金葉片和結構件以及發(fā)動機壓氣機盤和渦輪盤等鍛件。螺旋壓力機的實際打擊載荷可以達到其名義載荷的1.6倍～2.0倍，特別適于薄壁鍛件的精鍛。

 

二、特種合金鍛造設備的選用原則

選擇鍛造設備的主要依據(jù)是鍛件的技術要求（例如投影面積、厚度（高度）、形狀、復雜程度和精度等）和材料特性以及企業(yè)的現(xiàn)有設備狀況。

1.按照鍛件材料的特性選擇

常用的各類鍛造設備都能滿足普通結構鋼鍛件的要求，可以根據(jù)本企業(yè)現(xiàn)有設備狀況和鍛件批量最經(jīng)濟地選擇。但對于特種合金鍛件，則材料的塑性和對鍛件組織、性能的要求則成為設備選擇的重要依據(jù)。例如：

1）鋁合金、鎂合金和銅合金鍛件

鋁合金、鎂合金和銅合金鍛件的首選鍛造設備是液壓機（尤其是大型模鍛件）。對于中小型鋁合金模鍛件，除液壓機外，常可選用機械壓力機或螺旋壓力機。在缺乏上述設備時，亦可選用鍛錘，但此時應嚴格按照工藝規(guī)程的規(guī)定操作，以免造成鍛件開裂和組織不均勻。

2）鈦合金

建議選用液壓機模鍛大型鈦合金模鍛件。中小型鈦合金模鍛件則以選用機械壓力機和螺旋壓力機模鍛。在缺乏上述設備時，亦可選用鍛錘，但此時應嚴格按照工藝規(guī)程的規(guī)定操作，以免造成組織和性能不合格。

3）不銹鋼鍛件

不銹鋼鍛件鍛造一般不受鍛壓設備類型的限制。

4）高溫合金鍛件

大型高溫合金模鍛件，例如渦輪盤，建議選用液壓機模鍛。中小型高溫合金模鍛件，則建議選用機械壓力機模鍛；亦可采用螺旋壓力機模鍛，一般不推薦選用模鍛錘模鍛。

2.按照鍛件投影面積選擇

1）大型模鍛件

高溫合金、鈦合金和鋁合金大型模鍛件，建議選用液壓機模鍛。結構鋼和不銹鋼大型模鍛件，由于經(jīng)濟原因一般選擇對擊錘和模鍛錘模鍛；對于特大型的結構鋼和不銹鋼模鍛件，則建議選用液壓機模鍛。

2）中小型模鍛件

高溫合金、鈦合金和鋁合金中小型模鍛件，建議選用機械壓力機和螺旋壓力機模鍛。鈦合金中小型模鍛件亦可以選用鍛錘模鍛。結構鋼和不銹鋼中小型模鍛件通常選用鍛錘模鍛，根據(jù)批量和現(xiàn)有設備情況，亦可選用機械壓力機或螺旋壓力機模鍛。

3.按照鍛件厚度（或毛坯高度）選擇

1）鍛件厚度大且毛坯高度大的鍛件

液壓機適合于各類材料的工作行程長的鍛造工序，例如，鐓粗和模鍛工序壓下量大的特種合金渦輪盤鍛件以及要求載荷在整個長工作行程內(nèi)幾乎不變的擠壓或沖擠工序。

2）薄鍛件

模鍛錘和螺旋壓力機適合于模鍛薄鍛件，但模鍛錘僅限于模鍛不銹鋼和鈦合金鍛件。機械壓力機和螺旋壓力機則適合于模鍛高溫合金、鈦合金、不銹鋼、鋁合金、鎂合金和銅合金鍛件。

4.按照鍛件精度選擇

1）高精度鍛件

機械壓力機和螺旋壓力機適合于精密模鍛鈦合金和不銹鋼葉片以及鋁合金、鎂合金和銅合金等中小型鍛件。

2）一般精度的鍛件

液壓機和鍛錘適合于模鍛一般精度的普通模鍛件。

5.按照鍛件批量和經(jīng)濟性選擇

1）大批量

機械壓力機最適合于汽車、農(nóng)業(yè)機械、醫(yī)療器械、五金工具等零件和航空發(fā)動機葉片等大批量模鍛件的生產(chǎn)。

2）中等批量

鍛錘和螺旋壓力機適合于中等批量鍛件的模鍛。

3）小批量

液壓機適合于小批量大型模鍛件的生產(chǎn)。

 

上述有關選擇鍛造設備的建議，僅從鍛造設備使用特性和鍛件的特點出發(fā)。然而，選擇鍛造設備十分復雜，除上述選用原則外，亦應考慮企業(yè)現(xiàn)有設備的狀況、技術人員和工人使用設備的歷史以及對設備的熟悉程度等。具體的某種特種合金鍛件的選擇設備，一般僅能滿足幾項主要原則。