按重量計算,飛機上有85%左右的的構件是鍛件。轉向節鍛造飛機發動機的渦輪盤、后軸頸(空心軸)、葉片、機翼的翼梁, 機身的肋筋板、輪支架、起落架的內外筒體等都是涉及飛機安全的重要鍛件。飛機鍛件多用高強度耐磨、耐蝕的鋁合金、鈦合金、鎳基合金等貴重材料制造。昆明轉向節鍛造為了節約材料和節約能源,飛機用鍛件大都采用模鍛或多向模鍛壓力機來生產。 汽車鍛按重量計算,汽車上有71.9%的鍛件。一般的汽車由車身、車箱、發動機、前橋、后橋、車架、變速箱、傳動軸、轉向系統等15個部件構成汽車鍛件的特點是外形復雜、重量輕、工況條件差、安全度要求高。如汽車發動機所使用的曲軸、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉向節、后橋使用的半軸、半軸套管、橋箱內的傳動齒輪等等,都是有關汽車安全運行的保安關鍵鍛件。
合理選用材料和規定熱處理的技術要求,對提高軸類零件的強度和使用壽命有重要意義,同時,對軸的加工過程有很大的影響。轉向節鍛造一般軸類零件常用45鋼,根據不同的工作條件采用不同的熱處理規范(如正火、調質、淬火等),以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。對中等精度而轉速較高的軸類零件,可選用40Cr等合金鋼。這類鋼經調質和表面淬火處理后,具有較高的綜合力學件能。昆明轉向節鍛造精度較高的軸,有時還用軸承鋼GCrls和彈簧鋼65Mn等材料,它們通過調質和表面淬火處理后,具有更高耐磨性和耐疲勞性能。對于高轉速、重載荷等條件下工作的軸,可選用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金鋼或38CrMoAIA氮化鋼。低碳合金鋼經滲碳淬火處理后,具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強度,熱處理變形卻很小。
鑄件的特點是容易獲得其他方法不易獲得的形狀復雜的工件;鑄件成本低;可以采用特殊工藝獲得精密鑄件,其表面不經加工即有理想的光潔度;鑄件成形簡單,比鍛造價格便宜;但鑄件內容易出現缺陷及非致密區,在強腐蝕及高壓場合國內的技術一般不能保證鑄件的質量。轉向節鍛造鑄件內部的一些缺點是,凝固過程中,在不均勻收縮造成的應力集中和接近熔點溫度下金屬的低強度的綜合作用下,出現的清晰裂縫和熱撕裂。較低的鑄造溫度會形成冷疤,熔化金屬出現的沙粒或爐渣的累積會導致污點。推薦轉向節鍛造較低級別的鑄造作業也可能造成其它缺陷。鑄件的改進要滿足質量的要求就要靠缺陷部位的磨削,焊補,熱處理和重復測試和檢驗。即使在這種情祝下可能會顯示需要通過重焊和機加工的細線裂縫。
傳動軸萬向節故障主要是軸頸和軸承磨損及各軸頸出現彎曲變形,造成其十字軸各軸中心線不在同一平面上,或相鄰的兩軸中心線不垂直。轉向節鍛造由于萬向節十字軸軸頸和軸承磨損間隙過大,十字軸在運行中產生晃動,使傳動軸中心線偏離其旋轉中心線,使傳動軸產生振抖現象和運行中傳動軸發出異常響聲的現象。推薦轉向節鍛造磨損主要是缺少潤滑引起的。萬向節十字軸軸頸和軸承的磨損,從使用情況來看不應超過0.02~0.13mm,一般保持在0.01mm左右。如果超過0.13mm,就產生傳動軸振抖和發響的現象。如果十字軸軸頸磨損出槽,槽又很深應進行修理或更換。如果采用堆焊和鑲套修理,還要進行熱處理和磨削加工。加工后要求各軸頸的不圓度在0.01mm,錐度不能大(20mm長度上不能大于0.01mm)。要檢查相鄰兩軸線的垂直度,一定要保證垂直,加工修理后各軸頸的軸線應在同一平面內。
鍛壓件加工硬化是一種非常重要的強化工藝,可用來提高鍛壓件材料的強度和硬度,這對于那些不能用熱處理方法強化的合金鍛件尤為重要。昆明轉向節鍛造比如,冷軋鋼板比熱容軋鋼板的強度、硬度要高。加工硬化有利于鍛件塑性變形加工的變形均勻性。推薦轉向節鍛造因為鍛壓件先變形部分得到強化時,繼續的變形將主要在末變形部分中發展,從而使材料能夠均勻變形,如金屬絲的拉拔、筒形鍛件的拉深等。硬化可保證金屬零件和構件的工作安全性。例如,零件在工作中一旦出現超載等原因,零件某部位所受應力大于其屈服點產生少量塑性變形,則因加工硬化使該部位屈服點提高,有可能制止該處進一步變形和斷裂。加工硬化雖然能夠提高強度,但卻降低塑性,這對于大變形量的變形加工無疑會帶來麻煩,如鋼絲變徑的拉拔。
模鍛主要靠鍛模模膛使坯料成形,鍛件形狀比較復雜,但為減少制模成本和簡化模鍛工藝,設計模鍛零件時,應根據模鍛特點和工藝要求,使零件結構符合下列原則,以便于模鍛生產和降低成本。模鍛零件必須具有一個合理的分模面,以保證模鍛件易于從鍛模中取出,又利于金屬充填、減少余塊和敷料,鍛模容易制造。推薦轉向節鍛造與分模面垂直的非加工面應設計出模鍛斜度,以利于從模膛中取出鍛件。非加工面的交接處應采用圓角過渡,以利于金屬在模膛中流動充填和防止產生應力集中。昆明轉向節鍛造應避免筋的設置過密或高寬比過大,以利于金屬充填模膛。為了減小變形抗力,使金屬容易充滿模膛和減少工序,零件外形力求簡單、平直和對稱,盡量避免零件截面間差別過大,腹板過薄,或具有薄壁、高筋、凸起等結構。零件的小截面與大截面之比如小于0.5就不宜采用模鍛方法制造。