大型鍛件極端制造的ZUI高目標除了均質化制坯和一體化制造以外，少無切削的模鍛化成形也是一個非常重要的內容。

待模鍛化成形的鍛件

中國一重發明的整體水室封頭仿形鍛造與國內外其他鍛件供應商的自由鍛造相比，材料利用率提高30%以上，但與成品鍛件相比仍有優化空間。為了實現超大異形鍛件模鍛化，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成形方案進行了研究。

中國一重擬對支承輥和轉子等大型、超大型軸類鍛件的輥、軸身進行擠壓，對輥、軸頸進行模鍛。表2給出了材料為45Cr4NiMoV的2250mm連軋機支承輥不同成形方式所需費用對比，從表2中可以看出，采用連鑄坯疊鍛制坯并經過模鍛成形與傳統的鋁錠開坯并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標是“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。為了實現“形神兼備”的目標，大型鍛件需要同時滿足“形”、“粒”、“力”三個方面的要求。“形”即近凈成形；“粒”即晶粒均勻且細小；“力”即三向壓應力狀態下成形。

為了實現增材制坯和模鍛化成形，以及確保超大型鍛件獲得“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匯模鍛壓機、自由鍛壓機與擠壓機優勢的特種超級壓機,確定為1500MN；10m×10m×12m。建造1500MN壓機可以實現下述轉型升級。

⑴改變成形方法。

如果說上一輪鍛件制造的創新注重的是單體規模的大型化以及一體化，那么未來“中國制造2025”的創新將會是鍛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，要實現上述創新，非超級壓機莫屬。

⑵改變制坯方式。

增材制坯代替傳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。既解決了鍛件制造業的冶煉及鑄錠操作者后繼無人的突出問題，又解決了超大型鋁錠均勻性、致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，減少鍛造火次等）。

⑶鑄件改鍛件。

實踐證明，隨著重大裝備要求的不斷提高，產品零件以鍛代鑄已成為一種發展趨勢。核電主管道、泵殼等鑄件因無法滿足要求而改為鍛件。水輪機葉片也由鑄造成形發展為鍛擠成形。水輪機上冠、汽輪機缸體、軋制設備中的軸承座等零件的以鍛代鑄也將為期不遠。

結論

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

⑵增材制坯是大幅度提高大型鍛件的均質性和材料利用率的發展方向。

⑶一體化制造和模鍛化成形是大型鍛件極端制造的必由之路。

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

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