鍛造有著悠久的歷史,人類在新石器時(shí)代末年,已開始以錘擊天然紅銅來制造裝飾品和小用品。中國約在公元前2000多年已應(yīng)用冷鍛工藝制造工具,如甘肅威武皇娘娘臺齊家文化遺跡出土的紅銅器物,就有明顯的錘擊痕跡。
商代中期用隕鐵制造武器,采用了加熱鍛造工藝。春秋后期出現(xiàn)的塊煉熟鐵,就是經(jīng)過反復(fù)加熱鍛造以寄出氧化物夾雜并成形的。
在古代它是以手工作坊的生產(chǎn)方式延續(xù)下來的,大概是在20世紀(jì)初,隨著帝國主義列強(qiáng)的入侵和滿清王朝的洋務(wù)運(yùn)動(dòng),它才逐漸以機(jī)械工業(yè)化的生產(chǎn)方式出現(xiàn)在鐵路、兵工、造船等行業(yè)中。這種轉(zhuǎn)變的主要標(biāo)注就是使用了鍛造能力強(qiáng)大的機(jī)器,20世紀(jì)50年代,扔可看見英、日、德等國二三十年代制造的蒸汽錘、電動(dòng)空氣錘、蒸汽增壓式水壓機(jī)在中國的工廠里工作著。
大量前蘇聯(lián)的鍛壓機(jī)器和少量前東德、捷克等國的鍛造設(shè)備從20世紀(jì)50年代初陸續(xù)進(jìn)入中國,使中國大陸在很短時(shí)間內(nèi)就形成了以60000KN鍛造水壓機(jī)、25000KN熱模鍛壓力機(jī)和10T模鍛錘為標(biāo)志的鍛造生產(chǎn)能力。幾乎是與此同時(shí),也可是了鍛壓設(shè)備國產(chǎn)化的進(jìn)程,50年代末和60年代初,中國已經(jīng)可以自制萬噸級的水壓和各種類型的鍛錘?,F(xiàn)在全國擁有的大型鍛造生產(chǎn)能力已居世界前列,僅60000KN以上的水壓機(jī)就有8臺,其中包括125000KN自由鍛水壓機(jī),生產(chǎn)過一系列技術(shù)要求很高的關(guān)鍵產(chǎn)品,大型鍛件是應(yīng)該可以完全自給的。
1967年,原第一機(jī)械工業(yè)部支持召開了全國性的“鍛壓行業(yè)技術(shù)座談會”,會上首次宣講和推薦了許多歐洲的技術(shù)與裝備,與會者每人得到一本印刷精美、不公開發(fā)行的外國鍛壓設(shè)備圖冊并參觀了軍工高校內(nèi)的科研進(jìn)展。盡管當(dāng)時(shí)“文革”已經(jīng)開始,但人們追求科技進(jìn)步的精神并未完全受挫,鍛造行業(yè)在70年代仍是有進(jìn)展的,如制造出雙柱下拉式液壓機(jī)、液壓模鍛錘等,遺憾的是并未在生產(chǎn)中發(fā)揮多大作用,逐漸銷聲匿跡。
80年代我國實(shí)施“改革開放”后,鍛造工業(yè)才從質(zhì)到量有了前面的新進(jìn)展。
鍛造的更新和改造
最初,人們靠掄錘進(jìn)行鍛造,后來出現(xiàn)通過人拉繩索和滑車來提起重錘再自由落下的方式鍛打坯料。14世紀(jì)以后出現(xiàn)了畜力和水力落錘鍛造。1842年,英國的內(nèi)史密斯制成第一臺蒸汽錘,使鍛造進(jìn)入應(yīng)用動(dòng)力的時(shí)代。以后陸續(xù)出現(xiàn)鍛造水壓機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的夾板錘、空氣鍛錘和機(jī)械壓力機(jī)。
夾板錘最早應(yīng)用于美國內(nèi)戰(zhàn)(1861-1865)期間,用以模鍛武器的零件,隨后在歐洲出現(xiàn)了蒸汽模鍛錘,模鍛工藝逐漸推廣。到19世紀(jì)末已形成近代鍛壓機(jī)械的基本入門類。古老的鍛錘是各種鍛壓機(jī)器的先驅(qū),100多年以來它不斷受到挑剔和指責(zé),但至今并未完全淘汰。據(jù)粗略的統(tǒng)計(jì),20世紀(jì)80年代全國共有各類鍛錘30000余臺,到90年代末仍有數(shù)千臺蒸空自由鍛錘、模鍛錘服現(xiàn)役,在鍛造生產(chǎn)中占有數(shù)量上的絕對優(yōu)勢。在1958年的“大躍進(jìn)”浪潮中,東北一家工廠曾制造出成系列的、各種打擊能量的雙向?qū)翦N被發(fā)往全國各地,用以強(qiáng)制取代有砧座的老式鍛錘。歷史表明這場“革命”是不成功的,已安裝的對擊錘很快就又拆掉了,有的根本不被接納、長期仍在貨場里日久化為廢鐵,唯一堅(jiān)持使用下來的兩臺對擊錘也歷經(jīng)磨難,于90年代初退役了。
針對老式鍛錘的缺點(diǎn),人們又在驅(qū)動(dòng)介質(zhì)(氣代汽)、材料選用和基礎(chǔ)減震等方面進(jìn)行過許多研究和改進(jìn),但這些成果或無顯效、或不受青睞,實(shí)際作用扔難以令人矚目。摒棄老式鍛錘的蒸汽(氣)或壓縮空氣動(dòng)力源,以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)取代之。這種想法和研究在我國始于60年代,70年代作過實(shí)用嘗試,80年代引進(jìn)西德同類樣機(jī)后技術(shù)臻于成熟,出現(xiàn)了具有中國專利技術(shù)的電液動(dòng)力頭,1990年開始投放工廠改造在役蒸空錘的動(dòng)力系統(tǒng),即實(shí)施所謂的“換頭術(shù)”。因其高校、節(jié)能,即保留了鍛錘原有的優(yōu)點(diǎn)又符合傳統(tǒng)的操作習(xí)慣,投資也不算太大,所以得到工廠的認(rèn)可,很受歡迎。
至今已有數(shù)十家工廠的百余臺鍛錘接受了此項(xiàng)手術(shù),出讓技術(shù)的科研單位也由一家演變成七八家,正處于方興未艾的擴(kuò)展之中。
新型螺旋壓力機(jī)
摩擦螺旋壓力機(jī)是中國五六十年代的主要鍛壓設(shè)備之一,總體數(shù)量很大,與蒸空鍛錘相當(dāng),這種壓力機(jī)在很多方面彌補(bǔ)了鍛錘的不足而且投資較小,受到歡迎,曾促使某些決策者用以代替模鍛錘來規(guī)劃工廠設(shè)計(jì),結(jié)果是不斷向大噸位發(fā)展,我國摩擦壓力機(jī)的最大公稱壓力曾達(dá)35000KN。雖然這種機(jī)器的名稱和外形與鍛錘差異很大,但就其作用于金屬塑性變形的原理來講二者是基本相同的,因此它同樣有著效率低、能耗大的缺點(diǎn)。又因?yàn)樗奶厥饬δ苻D(zhuǎn)換關(guān)系和整體框架式結(jié)構(gòu),實(shí)際工作中的打擊力經(jīng)常超載,機(jī)架、螺桿斷裂的事故屢見不鮮,模具壽命也受到影響,給使用者造成許多麻煩。幾十年來,設(shè)計(jì)部門采取了增加過載保護(hù)、更新操作機(jī)構(gòu)等措辭,但實(shí)踐表明并未達(dá)到預(yù)期效果。
70年代末,國外對傳動(dòng)摩擦螺旋壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大變革,應(yīng)用大量現(xiàn)代的機(jī)、液、電、計(jì)算機(jī)技術(shù),出現(xiàn)了新型螺旋壓力機(jī)。
90年代初我國掌握了它的關(guān)鍵技術(shù),制造出同類產(chǎn)品,現(xiàn)已有十余臺達(dá)到國際先進(jìn)水平的離合器式螺旋壓力機(jī)投放市場,其中數(shù)臺成為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中的主力設(shè)備。這種壓力機(jī)不僅高效、節(jié)能而且有效行程很長、可調(diào),打擊力和輸出能量都是可以預(yù)選的,幾乎集各種傳統(tǒng)通用鍛壓機(jī)器之所長,但因它的技術(shù)含量較大,在使用和維護(hù)方面尚有待于人們的適應(yīng),其造價(jià)較高也需企業(yè)由相當(dāng)?shù)某惺苣芰?。無論如何,這種新型螺旋壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是肯定無疑的,歷史也許會表明它將成為通用鍛壓設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
中國的古代鍛造歷史悠久,現(xiàn)代鍛造工業(yè)奠基于五六十年代,并快速發(fā)展,主要應(yīng)用于汽車、兵工業(yè)、航空航天等重要領(lǐng)域。經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,中國的鍛造上了一個(gè)新的臺階,在增強(qiáng)自主開發(fā)能力、節(jié)約能源、加速發(fā)展精密成形等方面都取得了可喜的成果。希望在21世紀(jì)能更多完全國產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)裝備供給工廠,努力實(shí)現(xiàn)全面的鍛件凈成形生產(chǎn),盡早步入世界鍛造技術(shù)強(qiáng)國之林。
來源:鍛壓世界
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