中国锻压协会秘书长 张金 2013年6月5日 德国 前言 “锻造技术最新进展”国际会议由德国斯图加特大学金属成形技术所举办,每两年举办一次。除了组织召开“锻造技术最新进展”国际会议外,他们还组织“板材成形技术最新进展”国际会议和“板材、管材及型材液压成形最新进展”国际会议,这两个会议也是每两年举办一次。本次锻造会议的主题是“锻造轻量化”。 此次会议共分“工艺模拟”、“模具与工艺”、“零件设计与材料”、“锻造润滑”和“德国院校及研究机构当前的研究方向”五个专题,在会议期间还举办了一个“相关主题的现场访谈”。 工艺模拟 这一部分由Forge 软件、Deform 软件和Simufact软件的开发商做了介绍,他们介绍的重点是软件的应用领域以及软件的功能,强调各自软件的优势和特点,这些优势主要集中在网格的生成、变化和再造上,同时也就软件在锻造工艺开发和工艺优化方面的案例进行分析。他们的介绍显示表明,首先,开发一个新工艺或完善一个新工艺,或对一个已有工艺进行改进,需要进行多达30次以上的的方案模拟,通过对这些模拟结果的分析,从中找出最优的方案,也就是必须进行了大量方案研究后才能将模拟结果投入实际使用。其次,数值模拟必须与物理实验紧密结合,必须有强大的物理实验能力予以验证,以确定最优的边界条件。再次,数值模拟已经扩展到了如渐进成形这样复杂的成形领域,模拟应用领域不再仅仅是锻造工艺的模拟,已经将与锻造有关的工序加入到了模拟行列,而且如微观组织和热处理的数值模拟已经非常成熟。但是,当前所有模拟软件的极限停机、非确定性停机是普遍存在的问题,还没有找到合适的解决办法。 模具与工艺 这一部分提出了一些新的概念,如提出ECOFORGE或ECOPLANT,也就是“经济锻造”或“经济工厂”。这个概念主要是利用已有的现代数字技术和实验技术,改善工艺,提高产品质量,从而达到减少工序、降低消耗,节约成本的目的。特别是制造业的轻量化受到极大重视。另外,依据零件不同、材料不同,重点讨论了冷锻、冷挤的工艺链减少方法,以及冷锻材料成形中的特性变化研究,同时也探讨了一些材料的成形能力。这一部分给我们的启示是物理实验验证仍然起着非常重要的作用,数值模拟只是一种辅助的分析工具,不能以模拟结果代替物理实验结果。模拟和实验结果与实际应用还是具有较大差距。另外,冷挤压硬化作用、内部质量改善是当前研究的重点。特别是提出一些新的锻造方式,如把锻-挤-旋压等成形方式组合起来,或通过组合这三种成形的金属流动和运动特征而创造新的成形工艺,也就是说有模具组合,也有运动方式组合。渐进成形、特种材料成形得到重视。这个领域也产生出新的成形设备,如伺服平锻机,这种机器既能实现整体锻造,也能实现平锻的镦头,是成形像叶片类型零件的好方法。旋转成形(包括辊锻、楔轧、斜轧、楔横轧等)有了新的理念,机器也有了新的结构。成形设备的主要特点是辊子间隙、成形压力、成形速度等可调,并且方便模具更换。 零件设计与材料 通过利用计算机模拟进行“无极”的形状设计,实现使用功能并利于成形,同时也可以在轻量化方面做到最佳。这个技术大大加快了零部件的设计速度,包括制造工艺的规划。在材料方面开始研究通过成形工艺改变材料特性,用数值模拟研究材料特性和进行材料创新,可以大大降低材料的开发周期和试制成本。本次会议中,一些专家提出,锻造企业必须广泛研究汽车有多少种零件,研究这些零件如何用锻压方法制造。不仅仅如此,一些企业已经在这个基础上与研究机构、材料制造商探讨和实现材料制造、成形和加工的一体化方案。有的零件已经在实际中得到应用。同时我们获得的启示是材料制造商、OEM、锻造企业开始合作,从零件原材料开发制造、结构和性能设计、需要的成形工艺都在统筹进行,以实现低成本、低消耗等的要求。另外,除了材料本身具有的性能外,零件结构、锻造方法都是影响零件机械性能的因素。我们应该对现有的零件进行持续不断的改善,特别需要积极主动的进行研究和改进。
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