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目录Contents热模锻----装备热模锻----工艺热模锻----模具热模锻----发展锻造：在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其性能的加工方法称为锻造。1842年，英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机。夹板锤最早应用于美国内战(1861～1865)期间，用以模锻武器的零件，随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤，模锻工艺逐渐推广。到19世纪末已形成近代锻压机械的基本门类。20世纪初期，随着汽车开始大量生产，热模锻迅速发展，成为锻造的主要工艺。图装于美国WymanGordon公司的450MN模锻水压机(美制5万吨)（工作台9.9x3.76m,9缸6柱下传动）我国目前拥有万吨以上自由锻造液压机25台、万吨以上模锻液压机8台、万吨以上挤压机12台，在建和建成的万吨以上多向模锻液压机8台；2016年，中国锻件总产量1016.84万吨位居世界第一。图俄罗斯ВСМПО7.5万吨(750MN)模锻液压机（工作台16x3.5m,12缸8柱上传动）•锻压企业的分布地域一般集中在工业经济发达的地区，民营企业聚集的省(市)有浙江、江苏、山东、上海、重庆等，外方独资或中外合资企业一般都选址在交通便利、经济发达的省市。•行业分布：•1.冷温锻企业主要集中在江浙沪地区，及重庆等相关企业。主要产业集群：1）江苏盐城、2）浙江台州、3）上海嘉定4）重庆永川•2.热锻企业，对于大型热锻件的制造目前国有企业仍然占主导地位，资金投入的影响是主要因素。•3.小型热锻企业主要以私营企业为主。主要产业集群：1）山东章丘、2）山西定襄、3）浙江瑞安4）湖南嘉禾图法国AD公司6.5万吨多向模锻液压机(650MN)（工作台6x3.5m,5缸上传动加水平多缸多向锻）•锻件在重要机械设备中所占比重：飞机上采用的锻压（包括板料成形）零件将占85%，汽车将占60～70%，农机、拖拉机将占70%。图中国二重8万吨模锻压机，2015年四川德阳项目2010年2011年2012年2013年2014年万吨总产量1022.401068.10908.801001.501081.22模锻件总量690.00669.30568.80642.90679.45其中：汽车480.00460.00404.60464.50478.43自由锻件总量260.00315.80340.00358.60401.77其中：环件72.4083.0074.7.0072.2084.43重要企业数500460460460460重要企业人员总数200000143000143000143000143000本产量统计没有包括钢球、标准件以及手术器件等非功能性锻件。功能性锻件指经精加工（也有不加工）后装配与各种机械设备中完成一定功能或起一定作用的锻造件。2010-2014年锻造行业产量和企业数量统计（产量：万吨）根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。•铸造、锻造、机械加工三种金属加工方法所得到的零件低倍宏观流线。•锻造的特点•综合性能高：锻件的形状、尺寸稳定性好，并具有较高的综合力学性能；锻件的最大优势是韧性好、纤维组织合理、锻件间性能变化小；•生产效率高：锻造还具有生产率高，节省材料的优点碾压锻造结构图a、根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。b、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。闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。c、根据锻模的运动方式，锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率，辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的，它的优点是与锻件尺寸相比，锻造力较小情况下也可实现形成。包括自由锻在内的这种锻造方式，加工时材料从模具面附近向自由表面扩展，因此，很难保证精度，所以，将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制，就可用较低的锻造力获得形状复杂、精度高的产品1）.轻量化成形*基于强度和安全下的汽车传动系统轻量化*汽车底盘轻量化*汽车零部件的创新减重*基于轻型、高强度的“轻型锻造”研究2）.高精密化、少无切削加工积极发展热精密成形、热精锻技术，提高成形精度如：闭式模锻、高速热镦锻成形技术、等温锻造技术，多向精密模锻技术等，将得到快速发展。3）.节能和节材降低能源消耗，降低污染物排放，是研发的主要内容。与上述要求相应的先进成形技术主要有：*材料的非调质钢化*锻热淬火*形变热处理*等温余热正火4）.高效生产、自动化、智能化尽量缩短产品生产周期越来越成为企业提高竞争力的先决条件之一，即时交货和随时供应变化了的产品是目前时代发展的需要。从业人员短缺，生产劳动强度大，从事这一职业的人员越来越少，因此采用自动化技术将是企业必须要发展的方向热锻成形发展趋势•1.锻件精密化•2.锻造材料的轻量化•3.锻模加工数字化•4.锻压设备驱动智能化•5.锻造生产线自动化•6.锻压企业组合全球化主要模锻设备的性能比较参数名称蒸汽锤螺旋压力机热模锻压力机程控模锻锤打击速度（m/s）4～70.6～0.80.3～0.74～6冷击时间(ms)2～330～6030～602～3成形时间(ms)5～1530～15080～1205～15打击频率80～1006～1540～8080～110灵活性好差差好投资比例11～242适应性多品种小批单一零件大批单一零件大批多品种小批结构复杂最简单一般最复杂简单自动化程度差差好好锻造原理多次锤击成形一次冲击成形静压力成形多次锤击成形工作精度差差高高能源消耗比较152～331一、模锻锤的特点（1）结构简单、工艺过程性能好、生产效率高、设备造价低、适合于多模膛锻造。（2）模锻锤的打击能量可在操作中调整，能实现轻重缓急打击。（3）振动大、噪音大、工人劳动强度大。•二、锤锻模的结构•锤锻模由上下两个模块组成，两模块借助燕尾、楔铁和键块分别紧固在锤头和下模座的燕尾槽中。•燕尾使模块固定在锤头（或砧座）上，使燕尾底面与锤头（或砧座）底面紧密贴合。•楔铁使模块在左右方向定位。键块使模块在前后方向定位。热模锻压力机与模锻锤相比，其工作特性为：（1）静压成形，无震动和噪音；（2）机架和曲柄连杆机构的刚性大，工作时弹性变形小；（3）滑块行程一定，每一模锻工步只要一次行程完成；（4）导向精度和承受偏载的能力强；（5）有上下顶件装置，便于锻件脱模。热模锻压力机（曲柄压力机）和同样能力的模锻锤相比，热模锻压力机的初次投资大，但维护费用低，动力消耗小。和摩擦压力机模锻相比，生产率较高，便于自动化。热模锻压力机结构复杂，制造条件要求高。螺旋压力机种类：摩擦螺旋压力机电动螺旋压力机离合器螺旋压力机液压传动螺旋压力机1、摩擦压力机靠飞轮积蓄的能量工作，原则上可多次打击干大活。实际有效打击次数不超过3次。2、摩擦压力机兼有锻锤和压力机双重工作特性。对地基没有特殊要求。滑块没有固定的下死点和上死点。3、摩擦压力机设备制造成本低，劳动条件好。4、摩擦压力机的缺点是生产率低、传动效率低、抗偏载能力差。行程次数少，打击速度低：摩擦：行程9～40次/min，速度0.5~1.0m/s液压：行程20~79次/min，速度1.5~3.0m/s•金马拥有锻造生产线36条，主要锻压生产设备：俄罗斯产4000t、2500t、1600t、1000t等热模锻压力机生产线、高速精密温热模锻生产线等；主要热处理生产设备：等温正火生产线、连续调质生产线、箱式多用炉生产线等；主要机械加工设备：卧式加工中心、立式加工中心、数控车床等。年产能力7万吨/3500万件（剩余产能2万吨）。1热模锻设备类型保有规格数量模锻锤50KJ锤、125KJ锤2热模锻压力机600-4000吨热模锻19螺旋压力机摩擦压力机，电动螺旋压力机12其他平锻机、辊锻机、楔横轧金马主要锻造设备金马主要锻造设备4000T热模锻(俄罗斯)2500T热模锻(俄罗斯)4000T热模锻产线600T温锻机(台湾)50kJ电液锤(德国)1600T热模锻(俄罗斯)1000T热模锻(俄罗斯)金马主要锻造设备目录Contents热模锻----装备热模锻----工艺热模锻----模具热模锻----发展传动系统DriveSystem转向系统SteeringSystem部分汽车件产品制动系统BrakingSystem商用车→Commercialvehicle乘用车→Passengercar转向系统ComponentsofSteeringSystem制动系统BrakingSystem商用车→Commercialvehicle传动系统DriveSystemandEnginesystem商用车→Commercialvehicle乘用车→Passengercar其他Others热模锻工艺过程热模锻工艺过程锻造加热温度碳钢始锻温度在始熔温度下150℃~250℃，终锻温度在Ar1上，高于再结晶温度50~100℃螺母成形过程制坯预锻终锻W02螺母2500T热模锻生产线20CrMnTi正火锻件13.9kg材料规格Φ100螺母成形过程臂轴成形过程M88臂轴2500T热模锻生产线20CrMnTiH4正火锻件4.33kg材料规格Φ50镦锻预锻终锻北美转向臂成形过程转向臂2500T热模锻生产线SAE4135H调质锻件6.8kg材料规格60镦锻预锻终锻摆臂成形过程前悬摆臂4000T热模锻生产线45调质锻件6.8kg材料规格60辊锻预锻终锻锻造工艺过程设计：模锻工艺过程设计的步骤1．模锻工艺过程分析：根据产品图、锻件图和技术标准所提出的原始条件和技术要求，确定工艺过程参数，估算技术经济指标，提出技术改造意见。2．确定主导工艺过程：根据工艺过程技术分析结果，确定制造模锻件的主导工艺过程。3．设计模锻工步：一般模锻件均需对成形工步和各工序进行详细计算和设计。4．确定工艺过程：形成完整的模锻工艺过程路线。5．编制工艺过程规程：编写加工和验收模锻件的指令性文件。锻造工艺过程设计：1.设备选定2.模锻工步选定3.模锻件结构要素设计4.锻件图+热锻件图5.工装模具图1.设备选择：•设备吨位过小，锻件内部锻不透，生产率低;•设备选得过大，浪费动力，提高锻件成本，而且操作也不灵活，还易打坏工具。•锻造设备吨位大小要合适。1）模锻锤：G=（3.5~6.3）KF（公斤）2）热模锻压力机P=（6.3~7.4）F（吨）圆形锻件：P=8（1-0.001D）（1.1+20/D）2FБbt非圆形：P=8（1-0.001D）（1.1+20/D）2（1+0.1）FБbt3）平锻机P=5（1-0.001D）（D+10）2Бbt4）螺旋压力机P=KБbtF1.设备选择：影响模锻力的主要因素：1.锻件材料品种；2.锻造坯料温度；3.锻件复杂程度；4.锻件投影面积；5.锻造工艺方法；6.模具温度和润滑1.设备选择：热模锻压力机规格选择热模锻压力机属于曲柄连杆传动的锻压设备，其滑块上的载荷随曲柄的转角周期性变化。热模锻压力机不容许超载使用，否则会产生“闷车”。摩擦压力机规格选择在选择摩擦压力机规格时，应充分注意摩擦压力机具有锻锤和压力机双重工作特性。在摩擦压力机主要技术规格和性能参数中，除了按其滑块最大打击力的一半左右表示其公称压力外，还注明每次打击所具有的最大能量。1.设备选择：2.模锻工步选择：合理的模锻工步能使毛坯符合金属的变形规律，得到良好质量的锻件，同时操作安全，金属消耗少，生产效率高。选择模锻工步时除主要考虑锻件的形状特征外，还应考虑生产条件和生产批量等情况。锻件类别图例锻造工序盘类零件镦粗（或拔长－镦粗），冲孔等轴类零件拔长（或镦粗－拔长），切肩，锻台阶等筒类零件镦粗（或拔长－镦粗），冲孔，在芯轴上拔长等环类零件镦粗（或拔长－镦粗），冲孔，在芯轴上扩孔等弯曲类零件拔