大型鍛件一般應(yīng)用在大型機械的關(guān)鍵部位,，由于工作環(huán)境惡劣，受力復(fù)雜多變,，因此,，在生產(chǎn)過程中對大型鍛件的質(zhì)量要求很高。大鍛件由鋼錠直接鍛造成形,，生產(chǎn)大型鍛件時,，即使采用最先進的冶金技術(shù)，鋼錠內(nèi)部也不可避免存在微裂紋,、疏松,、縮孔、偏析等缺陷,，嚴重影響鍛件的質(zhì)量,，為了消除這些缺陷，提高鍛件質(zhì)量,，就必須改進鍛造工藝,，選用合理的鍛造工藝參數(shù)。

　　大型鍛件鍛造不僅要滿足所需零件形狀和尺寸,，而且重要的是破碎鑄態(tài)組織,、細化晶粒、均勻組織,、鍛合縮孔,、氣孔和縮松等缺陷，提高鍛件內(nèi)部質(zhì)量,。鋼錠尺寸愈大,，鋼錠中的缺陷也愈嚴重，鍛造改善缺陷愈困難,，進而增加了鍛造難度,。在鍛造過程中，鐓粗和拔長是最基本的工序,，也是不可缺少的工序,，對于具有特殊外形的鍛件來說，胎模鍛造也較為常用,。 一,、 鐓粗工藝

　　在大型鍛件的自由鍛生產(chǎn)中，鐓粗是一個非常主要的變形工序,。鐓粗工藝參數(shù)的合理選擇,，對大鍛件的質(zhì)量起著決定性的作用,。反復(fù)的鐓拔不但可以提高坯料的鍛造比，同時也可以破碎合金鋼中的碳化物,，達到均勻分布的目的;還可以提高鍛件的橫向力學(xué)性能,，減小力學(xué)性能的異向性。

　　大型餅類鍛件和寬板鍛件都是以鐓粗為主要變形,，且鐓粗的變形量很大,，但是目前該類鍛件的超聲波探傷廢品率很高，主要因為內(nèi)部出現(xiàn)了橫向內(nèi)裂層缺陷,，然而現(xiàn)行的工藝理論對此不能解釋,。為此，從90年代開始,，中國學(xué)者經(jīng)過長時間的認真研究,，從主變形區(qū)以及被動變形區(qū)理論出發(fā)，對鐓粗理論進行深入研究,。提出了平板鐓粗時剛塑性力學(xué)模型的拉應(yīng)力理論以及靜水應(yīng)力力學(xué)模型的切應(yīng)力理論,，與此同時還進行了大量的定性物理模擬實驗，并利用廣義滑移線法和力學(xué)分塊法來求解分析工件內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài),，大量數(shù)據(jù)證明了該理論的合理性和正確性,，揭示了利用普通平板鐓粗圓柱體時其內(nèi)部應(yīng)力的分布規(guī)律，進而提出了錐形板鐓粗新工藝,，建立了方柱體鐓粗的剛塑性力學(xué)模型,。

　　二、拔長工藝

　　拔長是大型軸類鍛件鍛造過程中必須的一道工序,，也是影響鍛件質(zhì)量的主要工序，通過拔長工序使坯料截面積減小,，長度增加,，同時也起到打碎粗晶、鍛合內(nèi)部疏松與孔洞,、細化鑄態(tài)組織等作用,，從而獲得均質(zhì)致密的高質(zhì)量鍛件。在研究平砧拔長工藝的同時,，人們逐步開始認識到大鍛件內(nèi)部的應(yīng)力,、應(yīng)變狀態(tài)對鍛合內(nèi)部缺陷的重要性，從普通的上下平砧拔長,，發(fā)展到上平砧下 V 型砧拔長以及上下 V 型砧拔長,，再到后來通過改變拔長砧形和工藝條件，又提出了WHF鍛造法,、KD鍛造法,、FM鍛造法,、JTS鍛造法、FML鍛造法,、TER 鍛造法,、SUF鍛造法以及新FM鍛造法，這些方法都己經(jīng)應(yīng)用于大鍛件生產(chǎn),，并且取得較好的效果,。

　　1. WHF鍛造法是一種寬平砧強力壓下的鍛造方法，其鍛造原理是利用上,、下寬平砧,，并且采用大的壓下率，鍛造時的心部大變形有利于消除鋼錠內(nèi)部缺陷,，廣泛應(yīng)用于大型水壓機鍛造中,。

　　2. KD鍛造法是在WHF 鍛造方法基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，其原理是利用鋼錠在長時間的高溫條件下有足夠的塑性,，能在有限的設(shè)備上,，用寬砧大壓下率進行鍛造，采用上,、下 V 型寬砧鍛造有利于鍛件表面金屬塑性的提高,，增加心部的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，進而有效地鍛合鋼錠內(nèi)部缺陷,。

　　3. FM鍛造法是利用上平砧,，下平臺鍛造時的非對稱變形，以及下平臺對鍛件變形的摩擦阻力作用,，使鍛件從上到下逐漸變形,，以便使拉應(yīng)力轉(zhuǎn)移到坯料與平臺的接觸面上，中心部位的靜水壓應(yīng)力得到了增加,，進而改善了變形體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài),。

　　4. JTS 鍛造法是鍛前將鋼錠加熱到高溫，然后使表面快速冷卻,，鋼錠表面進而就形成一層硬殼,，心部仍然處于高溫狀態(tài)，這層硬殼對坯料的變形起到固定作用,，使變形主要集中在鍛件的中心部位,，從而增加了心部的壓實效果，提高了鍛件的合格率,。

　　5. FML鍛造法是在FM法的基礎(chǔ)上降低壓力機負荷的一種鍛造法,，其上砧的寬度要比坯料窄，長度方向與坯料軸向方向保持一致,，下面的輔助工具仍然是大的平臺,，再鍛造過程中壓下量和鍛造比都比較小,，是在保證有效地鍛合坯料內(nèi)部孔洞、疏松缺陷的前提下來降低壓機的載荷,。

　　6. TER鍛造法鍛造拔長時使用寬平砧在一個方向進行拔長,，并采用錯砧工藝進行多次強壓拔長，使坯料的最大變形產(chǎn)生在一個方向上,，有效地鍛合內(nèi)部的孔洞型缺陷,。運用該方法鍛造時，所需壓力較小,，并且鍛造成形的周期較短,，進而提高了勞動生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本,，增加了經(jīng)濟效益,。

　　7. SUF鍛造法是通過對砧寬比的控制，鍛造時充分減小鋼錠的高度,，最后將斷面鍛成矩形的一種鍛造方法,，是一種用寬平砧壓扁的鍛造法，利用寬平砧壓扁,，進而增大了鋼錠軸心附近金屬塑性流動范圍的寬度,，更有利于鍛合坯料心部缺陷。

　　8. 新FM鍛造法是根據(jù)鍛件心部的橫向應(yīng)力與料寬比的關(guān)系,，在FM鍛造法的基礎(chǔ)上增加了對料寬比的控制,，進而來減小心部的橫向拉應(yīng)力，應(yīng)用新FM鍛造法原理進行大型鍛件生產(chǎn)時,，取得了顯著的經(jīng)濟效益,。

　　三、 胎模鍛造工藝

　　胎模鍛造就是直接用坯料或者先經(jīng)過自由鍛把坯料預(yù)鍛成胎鍛所需的形狀與尺寸,，而后在自由鍛設(shè)備上利用胎模進行終鍛成形的鍛造方法,，胎模鍛除了需要上下平砧及通用鍛造工具外，還需要專用的胎模,。胎模不固定在鍛造設(shè)備上，當(dāng)使用時就放在設(shè)備的下平砧上,，不用時就卸下來,，使用方便，不需要安裝,、大大節(jié)省了試模的時間,，工藝操作靈活多樣;由于金屬變形始終在模膛內(nèi)完成，鍛件形狀及尺寸主要有胎模保證,，所以可以獲得形狀復(fù)雜以及尺寸要求準確的鍛件,，而且所需加熱的火次及變形工序也減少,，因此不但提高了金屬材料利用率，而且減少機械加工工時,，大大提高勞動生產(chǎn)率,。從鍛件質(zhì)量方面來說，在成型過程時由于模具的作用,，金屬變形受到限制,，鍛造出來的鍛件組織致密，鍛件質(zhì)量相對較好,，表面質(zhì)量也較好,，機加工余量也很小，材料的利用率大大提高,，生產(chǎn)效率也比較高,，而且能夠鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件;而且還可以在小型設(shè)備上生產(chǎn)大型鍛件，還可以做到局部成型,，基于以上優(yōu)點,，胎模鍛造已經(jīng)受到很多廠家的重視和青睞。

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