可以這樣理解,鍛造就是將金屬棒材、線材、板材、鑄錠或塊金屬加熱或不加熱,在力(能)的作用下成形的一種加工方法。俗稱:打鐵。鍛造屬于金屬塑性成形,大都是體積成形,是指利用鍛造設(shè)備上的錘頭、砧塊或模具,對金屬坯料施力產(chǎn)生塑性變形。根據(jù)鍛件的尺寸和形狀、采用的工模具工裝結(jié)構(gòu)和鍛造設(shè)備的不同,鍛造分為自由鍛和模鍛,鍛造出來的產(chǎn)品稱之為自由鍛件和模鍛件。
自由鍛是用簡單、通用性工具,或者在鍛造設(shè)備上、下砧之間直接對坯料施加外力,使坯料變形,而獲得所需的鍛件幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛造方法。模鍛則是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。
當下,行業(yè)內(nèi)將粉狀、粒狀或纖維狀的金屬或非金屬材料放入成形溫度下的模具型腔中,然后加壓合模而使其成形并固化的制造方法稱為模壓成形,又稱壓制成形或壓縮成形,盡管與傳統(tǒng)的定義有區(qū)別,但一些情況下也將模壓成形歸類于模鍛范疇。
大鍛件是相對概念,分大型模鍛件、大型自由鍛件、大型環(huán)形件和大口徑厚壁無縫管件。使用8MN以上自由鍛液壓機或30KN以上自由鍛錘生產(chǎn)的自由鍛件稱為大型自由鍛件。使用60MN以上模鍛壓力機、80MN以上模鍛液壓機或100KN以上模鍛錘生產(chǎn)的模鍛件為大型模鍛件。大型鍛件主要用于電力、冶金、石化、船舶、機車車輛、模具、航空航天、兵器、重型機械和汽車、礦山機械、通用機械等行業(yè)。
金屬的擠壓、鐓鍛和回轉(zhuǎn)加工成形等屬于特種塑性成形,在國內(nèi)外也列為鍛造生產(chǎn)工藝類,生產(chǎn)的產(chǎn)品也被稱為鍛件。
金屬回轉(zhuǎn)加工成形分為僅金屬坯回轉(zhuǎn)或僅工具回轉(zhuǎn)或兩者都回轉(zhuǎn),從而使金屬坯料變形的塑性加工方法,包括縱軋、斜軋、擺輾、輾環(huán)、楔橫軋、輥彎(或彎卷)、輥鍛和旋壓等。成形環(huán)件內(nèi)徑Φ500mm以上的為大型環(huán)件;擠壓管件內(nèi)徑Φ300mm以上壁厚30mm以上的為大口徑厚壁管件。
由上述內(nèi)容可以看出,鍛造是需要鋼錠、鋼坯和坯料的,而提供鋼錠、鋼坯和坯料的主要形式就是金屬冶煉。
鍛造企業(yè)建設(shè)煉鋼,主要目的是滿足鍛造的特殊性需要,這個特殊性主要包括多品種小批量,高性能及高參數(shù)、專用工藝方法、技術(shù)路線,節(jié)能減排和節(jié)約成本的特殊需要,特別是國家重大技術(shù)裝備自給能力的重要需求。
國家重大技術(shù)裝備、重大工程建設(shè)鍛件需求量少,屬于小批量、多品種和多批次需求,大煉鋼無法滿足這樣的坯料需求。
國家經(jīng)濟建設(shè)、國防力量、現(xiàn)代科學技術(shù)快速發(fā)展需要的鍛件質(zhì)量要求特殊,鍛造必須從材料冶煉、澆鑄和制坯做起,實現(xiàn)材料、鍛造、熱處理和機械加工的一體化工藝設(shè)計,屬于小批量、多品種和多批次生產(chǎn),鍛件純凈性、致密性和均質(zhì)性更高水平的要求,大煉鋼無法滿足這樣的坯料需求。
國際上先進的鍛造方式是采用熱送鋼錠或鋼坯進行鍛造,省去了需要冷下來再加熱的消耗(鋼錠或鋼坯從鋼廠到鍛造廠必須冷卻后運輸),可以大大縮短制造周期和降低能源消耗,這個工藝不但適應(yīng)于大型鍛件生產(chǎn),也適應(yīng)于一些特種鋁合金和鎂合金中小型鍛件的生產(chǎn)。對于一些鋁合金和鎂合金鍛造,不加冶煉和軋制連線生產(chǎn),材料利用率很低,材料損失30%-40%左右,鍛件廢品率也比較高,一般要在5%以上,這也是我國與歐美日制造工藝的差距,在高端鋁合金和鎂合金鍛造市場競爭力不足的重要原因之一。
隨著鍛造技術(shù)的進步,當下鍛造的技術(shù)路線有了很大的變化。鍛造核心零部件的結(jié)構(gòu)形狀趨向一體化設(shè)計、尺寸規(guī)格明顯增大、形狀復(fù)雜化,材料純凈化,性能指標極限化,突出體現(xiàn)了“高端”鍛件的典型特征。新一代大鍛件技術(shù)要求愈加嚴格,制造難度顯著增加,體現(xiàn)在材料、設(shè)備、工藝、操作等方面的極限制造技術(shù)的重要性更加凸顯。鍛件熱處理方面,性能要求近乎達到材料極限,追求更高的強韌性匹配,更好的組織均勻化程度是新一代高端鍛件的典型特點和發(fā)展趨勢。一體化技術(shù)路線還體現(xiàn)在選用連鑄連軋坯鍛造,除了有煉鋼需求外,也需要軋制制坯。
鍛造發(fā)展的目標還聚焦在減少耗材、減少能耗和節(jié)約成本,在制定鍛造工藝路線、工藝方法時不能只瞄準鍛造,需要從原材料、材料成形、使用性能一條龍開展研究,做到料要成材、材要成器、器要好用。因此煉鋼、軋制在鍛造需要的時候應(yīng)該作為工藝鏈的延伸,不應(yīng)為產(chǎn)業(yè)鏈的延伸處理。
基于以上論述,我們懇請國家在治理鋼鐵行業(yè)過程中,不應(yīng)將鍛造配套的工藝鏈需要以鋼鐵冶煉對待,在鋼鐵行業(yè)中看到的冶煉,在鍛造行業(yè)中是作為坯料準備或者制坯工藝環(huán)節(jié)。
判斷屬于鋼鐵冶煉還是屬于鍛造用煉鋼,有三個區(qū)分特征:一是冶煉后的鋼材是否用于本企業(yè)的鍛件生產(chǎn),是否出售鋼錠或鋼坯(包括經(jīng)過開坯和軋制的塊、棒和型材)。二是冶煉是否與其企業(yè)具有的鍛造能力匹配或與企業(yè)規(guī)劃和執(zhí)行中的產(chǎn)品大綱相匹配。三是企業(yè)是否有比較完整的精煉設(shè)備。
最后,中國鍛壓協(xié)會代表廣大行業(yè)企業(yè)懇請國家發(fā)改委、工信部、生態(tài)環(huán)境部能對外明確概念,還鍛造行業(yè)一個公正、可持續(xù)的發(fā)展空間。