神戶制鋼公司開發采用近終形模壓法預測鍛造負荷的技術

當鍛造負荷比鍛壓機的壓力更大時，無法壓下到目標壓下量，由此會產生鍛件局部充填不足的問題。從確定鍛造工藝方面來看，高精度預測鍛造負荷很重要。為此神戶制鋼公司開發了采用近終形模壓法預測鍛造負荷的技術。

約束系數和接觸面積是與鍛模和鍛坯的摩擦系數和接觸面形狀有關聯的值。另外，變形阻抗會因材料的鍛造溫度、變形和應變速度的不同而產生大的變化，因此在預測鍛造負荷時，必須高精度掌握變形阻抗。

在對大型鍛件進行了預鍛形狀和鍛模形狀設計時，神戶制鋼公司通過塑性變形解析，計算了鍛造負荷。由于解析對象為軸對稱形狀，因此神戶制鋼公司進行了二維（軸對稱）的塑性變形解析。設定鍛坯溫度1200℃，壓下速度為10mm/s和50mm/s兩種。當壓下速度為10mm/s時，雖然鍛造負荷比50mm/s時的低，但壓下到目標壓下位置（1,150mm）時的鍛造負荷超過了鍛壓機的最大加壓力的130MN，無法壓下至目標位置。因此，必須減小鍛造負荷。

減小鍛造負荷的方法有兩種：一是減小變形阻抗；二是減小接觸面積。提高鍛件溫度可以有效減小變形阻抗。從設備上來看，將加熱爐內的溫度提高到1230℃左右是可能的，但如果把鍛件溫度提高到1200℃以上，有可能出現過熱現象。因此，研究了通過減小鍛坯和鍛模的接觸面積來降低鍛造負荷的方法。首先，作為試驗對象的鍛鋼零部件為軸對稱形狀，通過以鍛模的對稱軸為中心進行旋轉，可以鍛造所要求的形狀。因此，把內面成形用的鍛模視為與目標鍛造形狀內面相同的形狀，并由軸對稱形狀的鍛模變為截取一個斷面的板狀鍛模，也可以減小鍛坯與鍛模的接觸面積。神戶制鋼公司將此方法稱為“旋轉鍛造法”。該鍛造方法是在每一次壓下時就要提升和旋轉鍛模一次，在變更壓下位置后再次進行壓下，反復進行這些操作直至達到目標壓下位置為止。