很多人觉得,3D打印金属都普及了,锻造工艺是不是该进博物馆了?我去年跟风电行业的一个朋友跑供应链,亲眼见他们抢国产8万吨模锻压机的排期,排到半年后。
你说没用?人家抢破头。
。
这不是其他工艺能随便替代的。铸造是把金属融化浇进去凝固,内部天生有晶粒粗大、疏松的问题,承受不了大载荷。3D打印堆积出来的金属,内部晶粒取向是分层的,横向强度差一大截,做个小零件凑合用,做核心受力件根本扛不住。
说实话,我前几年去山东烟台的一家大型锻造厂参观,12000吨快锻压机一开,整栋办公楼的地面都在轻微震动,千度通红的钢坯在砧子上被压得像面团一样变形,那个场面,你站边上才知道什么叫真正的工业力量。
问:现在很多普通机械零件都用冲压、焊接代替锻造了,锻造工艺真的还有不可替代的地方吗?
答:冲压焊接成本低、效率高,本来就是用来做低载荷、低要求的零件的。真到了核心受力件,你想想:飞机起落架单次落地要承受几百吨的冲击载荷,飞一次就是一次交变应力,要扛二三十年不出问题,焊接的焊缝就是天生的缺陷源,晶粒组织结构不对,用三五年就裂了,你敢用吗?现在国内能做大飞机起落架整体锻件的厂子,一只手就能数过来,这就是实打实的核心竞争力💡
,以前做钛合金叶片,钛合金导热快,坯料一碰到冷模具,表面温度骤降,变形抗力一下子上去,一打就裂,原来合格率不到30%,一半料都浪费了。现在把模具温度控制在和坯料差不到50℃,缓慢加压变形,合格率直接干到90%以上,成本砍了一半都不止。
还有
,原来锻完零件要留好几毫米的加工余量,后续铣削加工要废好几天功夫,还浪费不少贵重金属。现在锻完轮廓精度直接能控在0.1mm以内,好多非配合面根本不用再加工,省料又省工期,对于钛合金、高温合金这种一吨几十万的材料,省的就是纯利润。
问:现在炒得很热的粉末冶金锻造,比传统锻造工艺好在哪里?是不是会取代传统锻造?
答:粉末冶金锻造其实是把粉末冶金和锻造的优势结合了,先把金属粉末压制成坯烧结,再放进模具锻打,特别适合做形状复杂、精度要求极高的中小零件,比如新能车减速器的齿轮。原来传统锻造开模难,精度差,锻完齿形还要磨好几个小时,现在粉末锻造出来的齿轮,齿形精度直接达标,重量公差控在0.5%以内,传动噪音还能降3-5分贝,新能车对噪音敏感,现在好多主流车型的减速器都在用这个,真的好用❗ 不过话说回来,几吨、几十吨重的大型锻件,比如风电主轴、水轮机转轮,粉末锻造现在还做不了,各有各的应用场景,谈不上谁取代谁。
放在二十年前,我们的高端锻件基本全靠进口,人家卡脖子卡得死死的。大飞机的主梁锻件、燃气轮机的轮盘,别说技术,大吨位模锻压机我们都没有,有钱都造不出来。
这十几年我们砸了几千亿进去,从8万吨模锻压机到1.5万吨自由锻压机,陆续投产,早就不一样了。C919的起落架主锻件、三峡水轮机的百吨级转轮锻件,现在全都是国内厂子自己造的,性能完全达标,价格比进口便宜一半还多,交期也能自己掌控。
当然短板也摆在那。一些超高温特种合金的复杂异形锻件,我们的工艺稳定性还不够,批量生产的合格率比欧美先进水平还是低5-8个百分点,成本也高一些。我前阵子跟一个国有锻造厂的总工聊天,他说最难的从来不是造大压机,是
。人家欧美一百多年,一件一件试出来的参数数据库,不是我们买几台先进设备就能追上的,得一件一件干,一年一年攒,急不来。
高端制造从来不是空中楼阁,你要造得出顶级的芯片,也要造得出顶级的锻件。锻造工艺看起来是几百年的老技术,可高端装备的每一颗核心零件,都得靠它打出筋骨。闷头攒技术,慢慢啃硬骨头,这步谁都替不了我们。
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