汽車、船舶、能源動(dòng)力熱鍛鋁管工藝

鋁合金壓件的應(yīng)用領(lǐng)域

近幾年來，由于鋁材成本下降、性能提高、品種規(guī)格擴(kuò)大，其應(yīng)用領(lǐng)域

越來越大。主要用于航空航天，交通運(yùn)輸、汽車、船舶、能源動(dòng)力

電子通訊、石油化工、冶金礦山、機(jī)械電器等領(lǐng)域。主要鍛造

特性及用途見表1-1。

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表1-1鍛造鋁合金的特性及用途

1.2.1 鍛壓生產(chǎn)的發(fā)展歷史

人類在新石器時(shí)代末期，已開始以錘擊天然紅銅來制造裝飾品

小的用品。中國在公元前2000 多年已應(yīng)用冷鍛工藝制造工具。商代

期用隕鐵制造武器，采用了加熱鍛造工藝。春秋后期出現(xiàn)的塊煉素

鐵，就是經(jīng)過反復(fù)加熱鍛造以擠出氧化物夾雜并成形的。

初，人們靠搶錘進(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法鍛打還料，14 世紀(jì)以后出現(xiàn)了畜力和水力落

錘鍛造。

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1842 年，英國的史密斯制成第一臺(tái)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)，夾板錘早應(yīng)用于美國內(nèi)戰(zhàn)（1861~1865年）期間，

用以摸鍛武器的零件，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)械的基本體系。

進(jìn)入20世紀(jì)初期，隨著汽車工業(yè)和其他制造業(yè)的飛速發(fā)展，熱模

鍛訊速發(fā)展，成為鍛造的主要工藝。20 世紀(jì)中期，熱模鍛壓力機(jī)，平鍛

機(jī)和無磚鍛錘逐漸取代了普通鍛錘，提高了生產(chǎn)率，減小了震動(dòng)和噪音

。隨著鍛還無氧化加熱技術(shù)、和高壽命模具、熱擠壓，成形軋制

制等新鍛造工藝和鍛造操作機(jī)、機(jī)械手以及自動(dòng)鍛造生產(chǎn)線的發(fā)展鍛造生產(chǎn)的

造生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效果不斷提高。由于鋁工業(yè)和航空

西興起與發(fā)展，20世紀(jì)中期鋁及鋁合金自由鍛造和模鍛得

展，

冷鍛出現(xiàn)先于熱鍛。早期的紅銅、金、銀薄片和硬幣都是冷鍛

冷鍛在機(jī)械制造中的應(yīng)用到20 世紀(jì)方得到推廣，冷墩，冷擠壓、

徑向鍛造，擺動(dòng)碾壓等相繼發(fā)展，逐漸形成能生產(chǎn)不需切削加工的精

密制件的鍛造工藝。

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中國的鍛造也有著悠久的歷史，中國古代鍛造分為冷鍛和熱鍛兩

種。早在元前2000多年的齊家文化時(shí)期，冷鍛工藝已應(yīng)用于制造工具。

1978年以前在甘肅武威皇娘娘臺(tái)齊家文化遺址出土的紅銅器如刀鑿錐

和一些飾物均經(jīng)過冷鍛，錘擊痕跡非常明顯。在秦魏家出土的青銅錐

也是經(jīng)過冷鍛的。1953年和20世紀(jì)70年代在河南安陽段出土

西殿代冷錘打的金箔碎片厚僅0.01mm，厚度差不超過士0.001

到北宋時(shí)期，文獻(xiàn)中已有冷鍛鐵鎧甲的記載。明代宋應(yīng)星

開物》有冷鍛鋸條的記載，用”熟鐵鍛成薄片，不鋼，亦不

繞后，頻加冷錘堅(jiān)性，用銼開齒”。熱鍛工藝早發(fā)現(xiàn)在商

公元前14 世紀(jì)），用隕鐵制造武器，采用了加熱鍛造工藝。

現(xiàn)了“塊煉”熟鐵的技術(shù)，將熟鐵經(jīng)過反復(fù)加熱鍛造以擠

雜并成形。1954~1957年在西安半坡戰(zhàn)國墓中出土一件鐵

愛制方法是將熟鐵還料先加熱鍛成薄片，折合后再鍛造成形。

當(dāng)時(shí)是兵器大都采用熱鍛工藝。戰(zhàn)國后期的塊煉滲碳鋼也經(jīng)過反

錄碳分布均勻。01965 年河北易縣出土的戰(zhàn)國后期鋼劍（全長1004毫米

，鋼部長985mm)采用海綿鐵先鍛成薄片，滲碳后疊在一

·6·1概   論

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起經(jīng)加熱錘鍛成劍，并經(jīng)淬火。同時(shí)出土的鐵兜鍪(鐵盔)用89片鐵甲綴成。為了減輕質(zhì)量，鐵甲多為薄片，大都經(jīng)過加熱鍛造。1960年呼和浩特二十家子古城出土的西漢鐵鎧甲，其鐵片厚度僅1~2mm,為熱鍛鐵件。1973年在鄭州發(fā)現(xiàn)的窖藏東漢末年的鐵器遺物中，鍛件占很大比重。其中有滎水縣王灣村出土的兩條鐵鎖鏈，一條長2400mm,每環(huán)長75mm,是熟鐵經(jīng)熱鍛焊連成鏈索的。《天工開物》中總結(jié)了古代大小器物的鍛造方法并附有圖畫，談到戰(zhàn)艦和海船用的千鈞錨，“錘法先成四爪，以次逐節(jié)接身",即采用分段鍛造，然后鍛焊成整體。