第47卷第10期2022年10月Vol.47 No.10FORGING STAMPING TECHNOLOGY0ct.2022锻造“三环锻造”与“三环车桥”实现绿色锻造的几项技术措施夏巨谌”，金俊松，邓磊，张茂，张运军2，陈天赋2，余国林2，朱国军3，徐迪3(1.华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074：2.湖北三环锻造有限公司，湖北谷城441700：3.湖北三环车轿有限公司，湖北谷城441700)摘要：在简要介绍中重型高端商用车前桥部件的结构特点和功能以及湖北三环锻造有限公司、湖北三环车轿有限公司两家企业的基本情况的基础上，介绍了绿色锻造的技术内涵，并着重论述了实现绿色锻造的儿项关键技术措施：建立清洁环保型锻造车间：研发前轴与转向节轻量化结构及小飞边精锻成形工艺，通过大幅节材，进而实现大幅节能、减排：建立智能自动化精锻生产线，大幅诚小现场操作工的数量：实现对精锻工艺流程与加热温度密切相关环节的精确控制：热锻模3D打印制造与再制造，通过显著节能而改善环保。实践表明，这些措施通过节能降耗及环保进而体现绿色锻造，行之有效，所提出的用于实现绿色锻造的技术措随对于锻造生产企业其有重要参考意义。关键词：绿色锻造；轻量化；前轴；转向节；小飞边精锻成形工艺D0I:10.13330/j.issm.1000-3940.2022.10.003中图分类号：TG156.95文献标志码：A文章编号：1000-3940（2022)10-0017-06Some technical measures to achieve green forging for "Tri-Ring Forging"and“Tri-Ring Auto Axle”Xia Juchen',Jin Junsong',Deng Lei',Zhang Mao',Zhang Yunjun2,Chen Tianfu2,Yu Guolin2,Zhu Guojun',Xu Di3(1.State Key Laboratory of Materials Processing and Die Mould Technology,School of Materials Science and Engineering,HuazhongUniversity of Science and Technology,Wuhan 430074,China;2.Hubei Tri-Ring Forging Co.,Ltd.Gucheng 441700,China;3.Hubei Tri-Ring Auto Axle Co.,Ltd.,Gucheng 441700,China)Abstract:Based on a brief introduction of the structural features and functions of front axle components for medium-heavy high-end com-mercial vehicles and the fundamental states of two companies,including Hubei Tri-Ring Forging Co.,Ltd.and Hubei Tri-Ring Auto AxleCo.,Ltd.,the technical connotation of green forging was illustrated,and some critical technical measures to achieve green forging werediscussed emphatically,including the establishment of clean and environment-friendly forging workshop,the research and development offront axle and steering knuckle light-weight structures and small flash precision forging processes which realized the large-scale energy con-servation and emission reduction by significant material conservation,the establishment of intelligent automatic precision forging productionline to reduce the number of field operators drastically,the precise control of steps closely related to process flow and heating temperatureof precision forging,and the 3D printing manufacturing and remanufacturing of hot forging dies which improved the environmental protec-tion by significantly saving energy.Engineering practices show that these measures are feasible and effective to achieve green forging bysaving energy,consumption reduction and environmental protection,which have important reference significance to forging enterprises.Key words:green forging;light weighting;front axle;steering knuckle;small flash precision forging process对于德国和美国戴姆勒公司生产的载重为15~30t的集装箱货运车、房车等高端商用车，其左、右转向节被视为核心保安件。该转向节锻件的结构收稿日期：2021-10-22：修订日期：2022-01-25特点为：锻件的尺寸精度和技术性能指标要求高，基金项目：国家重点研发计划(2020YB2010300)以144型转向节为例，要求杆部的伸长率A≥12%、作者简介：夏巨涨(141-)，男，学士，教授断面收缩率Z≥50%；结构复杂，其复杂程度为锻E-mail xje_hust@163.com通信作者：张茂(1989)，男，博士，副数授件最高复杂程度的4级。高端商用车转向节部件的E-mail zhangmao@hust.edu.cn结构如图1所示，由图1可知，转向节锻件由转向18锻压技术第47卷节能、减排、降耗是当前锻造行业实现技术升级改造和经济效益提升的关键途径之一，具有重要的经济与社会效益。两公司近年来投入巨资推行绿色锻造，通过研发轻量化结构和小飞边精锻成形工艺、采用3D打印进行热锻模制造与再制造、建立智能自动化精锻生产线和清洁环保型锻造车间，转向节实现了大幅节材、节能、减排，同时显著改善了生图1高端商用车转向节部件结构图产环境。Fig.I Structure diagram of steering knuckle components in1绿色锻造的技术内涵节、转向臂以及左、右转向拉杆臂等零件构成。不难看出，前轴通过固定在其上的左、右两侧的叠形众所周知，绿色原本是指天然的绿色，主要是板簧同驾驶室及车身相连接，起承载作用；而转向指草原、森林与广茂大地上天然和人工种植的植被、节是利用关节式连接的左、右转向节的传动来实现田野上的水稻、小麦、大豆、高梁等在成长过程中汽车行驶方向的控制，同时起到支撑车身的作用，的绿色，和城市周边与街道中间及两旁的树木、花并将车身内的载荷以及车身后桥即主动桥传来的推草等的绿色。而绿色锻造则是相对传统锻造车间和力传递至前轮上，当制动时转向节还要起到承载制专业化锻造厂而言应达到的目标。18世纪末至20动力和制动力矩的作用。世纪初，英国发明了利用蒸汽作为动力的蒸气锤，湖北三环锻造有限公司（简称为三环锻造）与以机器自由锻取代手工自由锻，并采用煤炭加热炉湖北三环车桥有限公司（简称为三环车桥），是国加热，这导致煤烟和蒸气的混合气体充满整个车间，内最大的以生产中重型高端商用车转向节与前轴为不仅司炉工满身乌黑，而且司锤及锻工也满身乌黑，主的钢质模锻件和有色金属锻件的专业化厂家之一，只能看到眼睛在动。当时，英国出版的专著《Dop集模具设计制造、锻造、热处理、机械加工和装配Forging》(中文译名为《锤锻》）中将锻工称为黑于一体。两家公司现拥有以德国进口的8000和色先生(Black Smith)。国内早期锻造行业的情况也6300t电动螺旋压力机和武汉新威奇科技有限公司基本相同，传统锻造车间中，在锻造设备周围往往制造的2500、4000和6400t电动螺旋压力机为主机存在高温辐射，在地面有氧化皮、润滑剂残渣及润的9条前轴与转向节智能化精密锻造生产线；目前，滑液残液，并存在设备振动与噪声。在东风汽车公正在建设由辊锻机、6000t国产热模锻压力机和两司锻造厂于1979年在国内首次采用中频感应加热之台武汉新威奇科技有限公司设计制造的1600t数控前，其他锻造厂和锻造车间普遍采用煤炭炉加热，电动螺旋压力机为主机的高端商用车前轴智能化精在车间上空充满烟气与灰尘，造成环境污染，严重锻生产线[)：以可控气氛网带式热处理炉为主体的影响操作工及管理人员的身心健康[6-)。15条热处理线：以德国、日本、韩国加工中心为主绿色锻造主要是对这些造成环境污染的因素进体的27条机加线和19条模具加工线。已具备年产行彻底或较为彻底的处理，采用必要的技术措施来锻件10万吨，主导产品汽车转向节300万件的生产予以解决，使车间内的空气等主要因素的质量达到能力，年产销规模超过12亿元，已成为戴姆勒奔驰国家或行业的相关技术指标，确保第一线操作和管卡车、荷兰DAF重卡安保件的供应商，所生产的汽理人员的身心健康。车转向节、转向臂等产品出口至美国、德国、荷兰、韩国、印度和墨西哥等国家。2015年以来，两公司2实现绿色锻造的技术措施同华中科技大学材料科学与工程学院建立了密切的产学研合作，并与华中科技大学材料科学与工程学2.1建立清洁环保型锻造车间院材料成形与模具技术国家重点实验室共同建立了武汉新威奇科技有限公司同三环车轿与三环锻“智能塑性近/净成形技术创新研发中心”，在高端造合作，根据前轴和转向节锻造工艺流程开发了以商用车和房车前轴与转向节精锻技术及产品的研发电动螺旋压力机为主机的环保型自动化精锻生产线方面处于国内外先进地位[)。和清洁型锻造车间，如图2所示。每台电动螺旋压