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柴油發電機組連鑄連鍛技術簡介
連鑄連鍛是一項新興的傳統技術,有強大的工藝技術優勢。但介紹該技術的資料信息并不多,也比較分散,現綜合整理如下。
1.連鑄連鍛技術的特性
(1)連鑄連鍛是一項傳統的常見技術
連鑄連鍛技術并不新鮮,是一項常規常見的技術。其工藝原理沒有什么稀奇, 是一項“將鑄造與鍛造工藝相結合的技術”,工藝上最簡單的表述是:充型+鍛造。
在工業應用上,將鑄造與鍛造工藝相結合,也不是什么困難的事,“先充型,后鍛造”,不外如是。因而,廣義的連鑄連鍛工藝,工業上可有很多很好的表達實現方式。
(2)連鑄連鍛技術是一項更具工業經濟性的技術
我們還可以下另一個定語,這就是,相對于其它的特種工藝來說,連鑄連鍛技術,是最容易實現,或最容易具有工業經濟性的技術。這一點非常重要,它是連鑄連鍛技術近年來被人們重新認識與加快開發的原因。
2.連鑄連鍛技術發展的特點與機遇
(1)連鑄連鍛技術發展的基礎
毫無疑問,連鑄連鍛技術的發展基礎,首先依賴的是傳統的鑄造與鍛造技術的發展,它必定表現為對應的工藝與裝備的發展。
上面這句話有更深一層的意思:工藝的發展依賴裝備的發展;不同的裝備,它所表達的工藝內涵是不盡一樣的;沒有裝備的進步,就必然沒有工藝的進步;工藝技術的本質就是裝備技術:工藝的內容是通過裝備這個手段(形式)才能表達的。所以,當我們說到具體的工藝時,必然有其對應的實施手段——具體的裝備。
鑄造與鍛造作為兩項最傳統的成形工藝(與裝備)技術,發展到現在已經相當成熟了。特別是鑄造技術,出現的工藝種類更多,而以往被看作是特種鑄造的,如壓鑄、液態模鍛(熔湯鍛造)、低壓(差壓)鑄造、半固態加工等,幾成了常見常用的工藝。
說鑄造技術相當成熟,有兩個最重要的特性指標:一是無論結構怎么復雜的毛坯都難不倒它,它都能生產出來;二是具有多種滿足實現工業化、大批量和極具經濟性的工藝與裝備。它包括了多種可實現壓鑄、低壓鑄造的傳統與特種工藝裝備。還有一個輔助性的指標是,圍繞這些主導設備的外圍配套設備如熔煉、輸送給湯、取件等機械手也已實現規?;?、產業化。
說鍛造技術相當成熟,可體現在各種精密模鍛技術層出不窮,實現了“近凈成形”或“終極成形”。還有一項鍛造技術就是多向模鍛。
(2)現代連鑄連鍛工藝與裝備技術應出現的時間
現代連鑄連鍛技術出現的機遇應在現代壓鑄技術出現后。而現代鍛造與壓鑄技術的出現,都受制于現代液壓技術的進步,其中現代液壓技術(主要是高壓油泵與液壓閥技術)的進步對現代鍛造技術的進步起到了至關作用。以上為硬件技術。
還有一項帶有相對決定性的“軟件”技術,是成熟可靠經濟的電器控制系統技術,它有賴于計時(響應)技術,特別是單片機(PC)與可編程(PLC)技術的進步。
綜合來說,現代連鑄連鍛工藝與裝備技術出現的機遇,最早能是上世紀60年代之后。
(3)現代連鑄連鍛技術的標志性技術
現代連鑄連鍛標志性技術的出現,是在上世紀末。這項技術的名字簡稱是“壓鑄模鍛”(全稱是“擠壓壓鑄模鍛”)技術。它是由中國工程技術人員發明的技術。
3.最廣義的連鑄連鍛技術
(1)最廣義的鑄造技術
壓力鑄造是最廣義的鑄造技術。無論什么鑄造工藝,它都得表現為在一定壓強下充型的過程。在數學公式上,它表現為是壓強與時間的函數,即F = f( p ,t )。
重力鑄造(包括金屬模鑄造、翻砂鑄造),它的充型壓強是:金屬湯料的比重×入水口高度差;差壓鑄造,它的充型壓強是:型腔內與型腔外的壓強差±金屬湯料的比重×入水口高度差。低壓鑄造的實質就是差壓鑄造,只是它的充型壓強肯定是:充型比壓 - 金屬湯料的比重×入水口高度差;真空吸鑄,它的充型壓強是:金屬湯料的比重×入水口高度差鑄 - 1個大氣壓(0.1MPa);普通壓鑄, 它的充型壓強是:充型比壓 - 金屬湯料的比重×入水口高度差。
從上面的公式也可以看出,差壓鑄造、低壓鑄造與普通壓鑄,充型壓強的計算公式,其代數意義是一樣的。
所以說,所有的鑄造工藝,都可表達為充型壓強與充型速度的組合。理論上說,如果某一鑄造裝置所實現的充型壓強是從零開始無級可調,工業上最大達到150 MPa的話,那么這種裝置就可稱為全能的鑄造工藝裝備了。
(2)壓鑄機是一種全能的或廣義的鑄造工藝裝置
或許很多人都不知道,僅就充型特性來說,我們常見的普通壓鑄機,就是一種全能的鑄造工藝裝置。舉例說,在壓鑄機上合格地生產出某些低壓鑄造件、重力鑄造件、差壓鑄造件是完全可能的。
普通壓鑄機,不但能生產需要高速度高壓強充型的薄壁復雜毛坯,它也可以以低速低壓充型,生產一些簡單的厚大件毛坯。后一項功能,我們平時使用壓鑄機時用得很少,以至大部分人都忘記了,還習以為常,誤以為壓鑄機沒有這項功能,未能善用其解決實際的工藝問題。
(3)“壓鑄模鍛”是最廣義的連鑄連鍛技術
如果說,壓鑄機是一種廣義的鑄造工藝裝置,那么,將壓鑄機與模鍛機結合起來,它就不但是廣義的連鑄連鍛工藝裝置,而且是一種最具工業經濟性的全能的連鑄連鍛工藝與裝備技術。
現代的壓鑄機多種多樣,有臥式和立式,有熱室式和冷室式。所以,現代的連鑄連鍛裝備——壓鑄模鍛機,也具有上述三種主體形式。
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