大型鍛件極端制造的ZUI高目标除瞭(le)均質化制坯和一體化制造以外，少無切削的模鍛(duàn)化成形也是一個非常重要的内容。

待模鍛化成形的鍛件

中國一重發(fā)明的整體水室封頭仿形鍛(duàn)造與國内外其他鍛(duàn)件供應商的自由鍛(duàn)造相比，材料利用率提高30%以上，但與成品鍛(duàn)件相比仍有優化空間
。爲瞭(le)實現超大異形鍛(duàn)件模鍛(duàn)化，對CAP1400反應堆壓力容器一體化接管段及蒸汽發生器水室封頭的模鍛(duàn)成形方案進行瞭(le)研究。

中國一重拟對(duì)支承輥和轉子等大型、超大型軸類鍛(duàn)件的輥、軸身進行擠壓，對(duì)輥、軸頸進行模鍛(duàn)。表2給出瞭材料爲45Cr4NiMoV的2250mm連軋機支承輥不同成形方式所需費用對(duì)比，從(cóng)表2中可以看出，採(cǎi)用連鑄坯疊鍛制坯並(bìng)經過模鍛成形與傳統的鋁錠開坯並(bìng)經過自由鍛成形相比，具有節材、節能和大幅度降低制造成本等優勢。

設備保障

超大型鍛件追求的目标是“形神兼備”，既要得到鑄件的形狀，又要保持鍛件的組織與性能。爲瞭實現“形神兼備”的目标，大型鍛件需要同時滿足“形”、“粒”、“力”三個方面的要求。“形”即近淨成形；“粒”即晶粒均勻且細小；“力”即三向壓應力狀态下成形。

爲瞭(le)實現增材制坯和模鍛化成形，以及確(què)保超大型鍛件獲得“形”“粒”“力”全面發展，均需要研制在壓力、空間以及速度等方面能夠融彙模鍛壓機、自由鍛壓機與擠壓機優勢的特種超級壓機,確定爲1500MN；10m×10m×12m。建造1500MN壓機(jī)可以實現下述轉型升級(jí)。

⑴改變成形方法。

如果說上一輪鍛件制造的創(chuàng)新注重的是單(dān)體規模的大型化以及一體化，那麽未來“中國制造2025”的創(chuàng)新将會是鍛(duàn)件形狀上的個性化與精細化、材料上的高合金化、質地上的強韌化與高密化，要實現上述創(chuàng)新，非超級壓機莫屬。

⑵改變制坯方式。

增材制坯代替傳(chuán)統鑄錠是一種革命性工藝創新，可以逐步取消超大型鍛件制造業的冶煉及鑄錠環節。既解決瞭(le)鍛件制造業的冶煉及鑄錠操作者後繼無人的突出問題，又解決瞭(le)超大型鋁錠均勻性、緻密性差的世界性難題，還可以降低超大型鍛件制造成本50%以上（取消水、冒口，減(jiǎn)少鍛(duàn)造火次等）。

⑶鑄件改鍛件。

實踐證明，随著(zhe)重大裝備(bèi)要求的不斷提高，産品零件以鍛代鑄已成爲一種發展趨勢。核電主管道、泵殼等鑄件因無法滿足要求而改爲鍛件。水輪機葉片也由鑄造成形發展爲鍛擠成形。水輪機上冠、汽輪機缸體、軋制設備(bèi)中的軸承座等零件的以鍛代鑄也将爲期不遠。

結論

⑴低Si控Al鋁冶煉和長(zhǎng)水口保護澆注等技術是保證超大型鋁錠的純(chún)淨性與均勻性的首選。

⑵增材制坯是大幅度提高大型鍛(duàn)件的均質性和材料利用率的發(fā)展方向。

⑶一體化制造和模鍛(duàn)化成形是大型鍛(duàn)件極(jí)端制造的必由之路。

⑷超大型壓機(jī)是大型鍛(duàn)件均質化制坯、一體化制造和模鍛(duàn)化成形的保障，亦是大型鍛(duàn)件實現轉型升級的充分必要條件。

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