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传统的锻造方法
用锻造液压机锻造钢锭的传统方法系采用两锤头锻造（见图1）。上部锤头移动，下部锤头静止。当两个锤头挤压时，金属会发生显著的侧向流动。因此，需要挤压毛坯多次才能获得横截面所需尺寸。这种锻造方法效率偏低。
二十世纪后半页，研制出了可同时用四锤头锻造钢锭的径向锻机（见图2）。当从四个方向挤压时，金属不会发生侧向流动。与两锤头锻造液压机相比，锻造过程生产率也提高几倍。
锻造原理：
但是，最先进的径向锻机也无法完全取代锻造压机，原因如下：
采用径向锻机锻打的金属在质量方面往往逊色于锻造压机锻打出的金属。
与径向锻机相比，锻造压机可锻打尺寸和重量相当大的钢锭。
径向锻机价格远高于锻造压机的价格。
锻造压机系通用的锻造机械，用它可完成各种锻造工序。而径向锻机主要擅长于毛坯拉伸。
开发锻造单元的必要性
鉴于上述原因，萌发出了为锻造压机研制四锤头锻造单元的想法。下面展示了研制出的四锤头锻造单元取代压机上的两锤头进行锻造的情形（图3）。
用于2000吨压机的四锤头锻造单元 用于2000吨压机的四锤头锻造单元
四锤头锻造单元（见图4）由下列部分组成；下部壳体1、上部壳体2、滑块3-4、锤头5-8、侧向导轨9-12。
下部壳体1固定在压机工作台上。上部壳体2紧贴于压机动梁。当压机动梁向上提起，上部壳体2便借助侧向导杆9-12向带有侧向锤头5，7的滑块3，4一边分离。用机械手将钢锭送入锻造单元工作空间的下部锤头8。当压机动梁向下行程时，钢锭同时被四锤头5-8挤压。
用于2000吨压机的四锤头锻造单元
图4四锤头锻造单元
1—下部壳体； 2--上部壳体；
3，4—侧向滑块； 5-8—锤头；9-12—侧向导杆
用锻造模块进行锻造
在锻造单元中进行锻造时，侧向锤头沿较为复杂的轨迹移动。因此，在毛坯的横向平面中金属会产生额外的侧移动。这会改善金属质量。
锻造单元配备了壳体及其锤头的水冷系统。
锻造单元也拥有自动化润滑系统，从而延长了锻造单元工作寿命。
只有采用四锤头的特殊锻造方法，四锤头锻造单元才能有效地工作。在锻造单元中两种锻造钢锭的方法见图5和图6。
在锻造过程中钢锭横截面发生形变的顺序：
 图5 锻造时伴随着锤头间的金属挤压
图6
1—钢锭横截面； 2—锤头；
3，4—在中间过度阶段毛坯的横截面；5—定径后锻件的横截面
这些锻造方法可保证：
消除金属铸造结构缺陷；
减少锻件表面金属缺陷层厚度；
钢锭一次加热延伸系数达9；
可获得精度高、表面接近于轧制毛坯表面的锻件。
重型锻压机械股份公司锻造单元使用经验
自2005年起，重型锻压机械股份公司就在两台2000吨的压机上采用了两个四锤头锻造单元。在此期间，已锻造碳结钢、合金钢钢锭30000多吨。这些锻造单元一直用于三班生产。
重型锻压机械股份公司使用锻造单元的经验表明：
与两锤头锻造相比，锻造生产率平均提高到2倍。
金属合格率提高10-20%。
锻件公差减少3/5，而余量减少1/3。
减少了毛坯额外预热次数。加热毛坯的燃气耗量减少30%。
每吨锻件电耗减少30%。
用锻造单元锻打的锻件质量优于两锤头压机锻打的锻件质量（见图7，表1）。
在2000吨压机上用四锤头锻造单元锻打的锻件。
 图7 这些锻件金属具有很高的机械性能
表1
采用锻造单元取得的经济效益
如生产工具钢锻件，预计年经济效益超过600万美圆。
投资回收期约一个月。
在其他两家企业使用锻造单元的经验：
在2005-2006年期间，重型锻压机械股份公司为上萨尔达市«ВСМПО АВИСМА»集团公司制造并提供了两台用于2000吨压机的锻造单元，还为伊热夫斯克市ОАО «Буммаш»股份公司制造并提供了一台锻造单元。
n 在«ВСМПО АВИСМА»集团公司的锻造单元上，锻打航空业使用的钛合金钢锭和毛坯。由此锻打出的锻件用于制造波音和空客公司的飞机零件。
n ОАО «Буммаш»股份公司在2000吨压机上采用四锤头锻造单元锻打重量7-10吨的结构合金钢钢锭和工具钢钢锭。锻造生产率扩大到1.7-1.8倍，锻件质量得到改善。
目前，重型锻压机械股份公司研制出一系列工业用四锤头锻造单元
重型锻压机械股份公司生产的四锤头锻造单元技术规格：
表2
碳化物多相性图表
图8
多相性，基准№到毛坯（锻件）轴线距离
1-原材料； 2-径向锻机锻打的锻件；
3-锻造装置锻打的锻件
锻造单元的使用特性
四锤头锻造单元可用于锻造空心毛坯。这儿展示的是直径415mm、壁厚30mm的管坯的锻造过程。锻打出的空心毛坯直径330mm，质量上乘。
在四锤头锻造单元中，可获得精度较高的、变换横截面的锻件，如：铁路车厢轴，以及正方形和矩形横截面的锻件。
多阶梯管子照片
图9
结论
四锤头锻造单元本身是一种原理上全新的研发成果。
只有当采用新型锻造方法才能有效地使用它们。
重型锻压机械股份公司在世界上率先掌握了用于锻造液压机的工业用四锤头的批量生产。
在4台2000吨锻造液压机上长期使用5个锻造单元的结果表明：其经济效益高、工作可靠。
四锤头锻造单元可用于生产不同横截面的高精制品，其中包括空心制品。 |
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