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參加德國“鍛造技術最新進展"國際會議的感（gǎn）想

2013-6-13 作者：中國鍛壓協會（huì）秘書長張金

前言

“鍛造技術最新進展”國際（jì）會議由德國斯圖加（jiā）特大（dà）學金屬（shǔ）成形技術所舉辦，每兩年舉辦一次。除了組織召開“鍛造技術最新進展”國際會議外，他們還組織“板材成（chéng）形技（jì）術最新進展”國際會議和“板材、管材及型材液（yè）壓成形（xíng）最新進展”國（guó）際會議，這兩個會議也是每兩年舉辦一次。本次鍛造會議的主題是“鍛造輕量化（huà）”。

此次會議共分“工藝模擬”、“模（mó）具與工藝（yì）”、“零件設（shè）計與材料”、“鍛造潤滑”和“德國院校及研究機構當前的（de）研究方向（xiàng）”五（wǔ）個專題，在會議期間還舉（jǔ）辦（bàn）了一個“相關主題的現場訪談”。

工藝模（mó）擬

這一部（bù）分由Forge 軟件、Deform 軟（ruǎn）件和Simufact軟件的開（kāi）發商做（zuò）了介紹，他們（men）介紹的重點是軟件的應用領域（yù）以及軟件的功能（néng），強調各自軟件的優勢和（hé）特點，這（zhè）些優勢主要集中在網格的生成、變化和（hé）再造上，同時也就軟件在鍛造工（gōng）藝開發和（hé）工藝優化方麵的案例進行分（fèn）析。他們的（de）介紹顯（xiǎn）示表明，首先，開發一個新（xīn）工藝（yì）或（huò）完善（shàn）一個新工藝，或對一個已有工藝（yì）進行改（gǎi）進，需要進行（háng）多達30次以上的的方案模擬，通過對這些模（mó）擬結果的分析，從中找出最優的方案，也就是必須進行了大量（liàng）方案研究後才（cái）能將（jiāng）模擬結果投入實（shí）際使用（yòng）。其次，數值模擬必須與物理實驗緊密結合，必須有強大的物理實驗能力予以驗證，以確定最優的邊界條件。再次，數值模擬已經擴展到了如漸進成形這樣（yàng）複雜的成形（xíng）領域，模擬應用領域（yù）不再僅僅是鍛造工藝的模擬，已經將與鍛造有關（guān）的工序加入到了模擬行列（liè），而且如微觀組織和熱處理的數值模擬已經（jīng）非常成熟。但是，當前所有模擬軟件的極限停機、非確定性停機是普遍存在的問題，還沒有找到合適的（de）解決辦法。

模具與工藝

這一部分（fèn）提出了一些新的概念，如提出ECOFORGE或ECOPLANT，也就是“經濟鍛造”或“經濟工廠”。這個概念（niàn）主要是利用已有的現代數字技術（shù）和實驗技術，改善工藝，提高產（chǎn）品質量，從（cóng）而達到（dào）減少工序、降低消耗，節約成本的目的。特別是製（zhì）造業的輕量（liàng）化受到極大重視。另外，依據零件不同、材（cái）料不同，重點（diǎn）討論了冷鍛、冷擠的（de）工藝鏈減少方法，以及冷鍛材料成形（xíng）中的特性變（biàn）化研究，同時也探討（tǎo）了一些材（cái）料的成形能力。這一部分給（gěi）我們的啟示是物理實（shí）驗驗證仍然起著非常重要的作用，數值模（mó）擬隻是一（yī）種輔助的分析工具，不能以模擬結果代替物理實驗結果。模擬和實驗結果與實際應用還是（shì）具有較大差距。另外，冷擠壓硬化作用（yòng）、內部質量改善是當前研（yán）究的重點。特（tè）別（bié）是提出一些新的鍛（duàn）造方式，如把鍛－擠－旋（xuán）壓等（děng）成形方式組合起（qǐ）來，或通過組合這（zhè）三種成形（xíng）的金屬流動和運動（dòng）特征而創造新的（de）成形工藝，也就是說有模具組合，也有運動方（fāng）式組合。漸（jiàn）進成形、特種材料成形得到重視。這個領域也產生出新的成形設備，如伺服平鍛機，這種機器既（jì）能（néng）實現整體鍛造（zào），也能實現平鍛的鐓頭，是成形像葉片類型零件的好方法。旋轉成形（包括輥鍛（duàn）、楔軋、斜軋、楔橫軋（zhá）等)有（yǒu）了新的理念，機器也有了新的結構（gòu）。成形設備的主要特點是（shì）輥子間隙、成形（xíng）壓（yā）力、成形速度等（děng）可調，並且方便模具更換。

零件設計與材料

通過利用計算機模擬進行“無極”的形狀設計（jì），實現使用功（gōng）能並利於成形，同時也可以在輕量化方（fāng）麵做到最佳。這個技術大大加快（kuài）了零部件的（de）設計速度，包括製造工藝的規劃。在材料方麵開始研究通過成形工藝改（gǎi）變材料特性，用（yòng）數值模擬研究材料特性和進行（háng）材料創新，可以大（dà）大降低材料的開發周（zhōu）期和試製成本。本次會議中，一（yī）些專家提出，鍛造企業必（bì）須廣泛研究汽車有多少種零件（jiàn），研究這些零件如何用鍛壓方法（fǎ）製造。不僅僅如此，一些企業已經（jīng）在（zài）這個（gè）基礎上與研（yán）究（jiū）機（jī）構、材（cái）料製造商探討和實現材料製造、成形（xíng）和加工的一體化方案。有的零件已經在實際中得到（dào）應（yīng）用。同時我們（men）獲得的啟示（shì）是材料製造商、OEM、鍛造企業（yè）開始合作，從零（líng）件原材料開發製造（zào）、結構和性能（néng）設計、需要的成形工藝都（dōu）在統籌進行，以實現低成本、低消耗（hào）等（děng）的要（yào）求。另外，除了材料本身具有的性（xìng）能外，零件結構、鍛造方法都是影響零件機械性能的因素。我們應該對現有的零件進行持續不斷的改善，特別需要積極主動的進行（háng）研究和改進。

鍛造（zào）潤滑

這一部分由兩家潤滑劑公（gōng）司進行主要的講解，他們的內容不再完全集中在如何用和用在哪裏，重點介紹了目前潤滑（huá）劑的研究方向和突破，特別是（shì）在潤滑（huá）機理、方便（biàn）加工和環境友好方麵（miàn）做了大量的研究。當前潤滑劑的主要（yào）研究方向是（shì）冷成（chéng）形潤滑劑和有色（sè）金屬潤滑劑（jì）的開發。提出了潤滑量－時機－工（gōng）藝（yì）過（guò）程－鍛造次數之間的（de）關係，也研究了潤滑對機械性能和可鍛性的影響。本部分得到的啟示是潤滑不僅僅有克（kè）服摩擦的作用，也是（shì）一個影響產品質量、節能節材輕量化的因素。並且鍛造潤滑需要進一步地研究其機理，找到符合冷成形和特種材料成形狀態下的潤滑規律。

德國院（yuàn）校及研究機構當前的最新研究方向部分，共發（fā）表了7篇論文，具體介紹如下：

（1）鍛造及板材成形中，如何（hé）控製“不確定性”現象，提倡控製成形，從而實現優（yōu）化工藝，優化產品結（jié）構（gòu）及性能的目的（de）。當前研究的一種“不確（què）定性”就是“變形中的性能”，也就是說同一（yī）種材料在不同的條件下變形，或在相同條件下（xià）變形所產生的不同性能，那麽成（chéng）形過程中的“零件性能（如組織結構、溫度場等）”如何。這種研究的目的是通過（guò）了解（jiě）和控製產品（pǐn）成形過程中的性能，來調整工藝，如模具溫度、模具結構以（yǐ）及成形工（gōng）序，最終目的是節約材料和成本。

（2）探討組（zǔ）合材料成形，這種成形的目的有（yǒu）二，其一（yī）是依據產品性能提出二元組合零（líng）件，其二是易於成形的可以作為不（bú）易成形的過度部份，成為間接潤滑體。該機構已經開始對鋁合金和鋼的組合成形進行了研究，探討結合麵特性，流動特性和完成生產後的產品性能等。

（3）研究深拉深與冷鍛的（de）結合，首先用相同牌號的（de）鋼拉深成形一個形狀，而後用冷擠壓的形式在其內壓如（rú）金屬，形成一個實體的冷鍛件（jiàn），這個方式同樣有（yǒu）利於節能和降低成本。

（4）冷鍛成（chéng）形變截麵零件（jiàn），主要研究和探討如何在運動中的模具內生產簡單形狀的變截麵零件，據開展研究（jiū）的人員介（jiè）紹，這種方式可以使工藝簡單，便於（yú）成形，而且消耗小。

（5）研究熱－機械性能控製（zhì）貝氏體的機械特性，也就是通過控製零件的成形來研究零件的機械性能，或通（tōng）過控製零件的機械性能控製成形過程。從而減（jiǎn）少材料開發（fā）、熱處（chù）理消耗，同時也讓材料性能實現最（zuì）大化。

（6）研究有色金屬或特種材料（liào）的（de）連鑄（zhù）連軋工藝，探討不同成份及合金含量的情況下，這種工藝對材料性能和成形性的影響，從而開拓尋找（zhǎo）新材料的途經（jīng）。也就是研究微合金鋼（非調鋼）的製作工藝。

（7）研究探討利用自由鍛（duàn）生產空心風電主軸的技術問題，因為未來大功率風力發電機必須使用空心軸，可以減小安裝難度，降低成本。

相關主題（tí）的現場訪談（tán）時間內，大家探討了如何開展輕量化生產，包括如何開展企業間合作、如何獲得政府支持。如何發揮（huī）行業組織作用等，特別是談到了鍛造（zào）企業如何建立完整的建立在"節（jiē）約”理念上的管理（lǐ）體係。

本次會議就輕量化主（zhǔ）題展開研討，涉及到了材（cái）料開發、零件結構設（shè）計、鍛造成形技（jì）術、數值模擬的新成果、新設備研發和（hé）管理手段（duàn）等等，從（cóng）中獲（huò）得（dé）的研究（jiū）開發理念和（hé）研究成果，對於我國鍛壓行業新技術研（yán）究和產（chǎn）品開發（fā），企業鍛造工藝的持續改進和未來如何向低碳（tàn）環保方向發展（zhǎn）都具有一定的指導作用。

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