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發(fā)布時(shí)間:2020-10-21 05:52  
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汽車模具鋼材材料
多相復(fù)合鋼(CP鋼)CP鋼既采用了按晶粒細(xì)化機(jī)理提高延展性的措施,又采用了通過金相顯微組織硬化機(jī)理提高強(qiáng)度的措施,提高了機(jī)械性能。必須強(qiáng)調(diào)的是:與雙相鋼DP相比,在相同抗拉強(qiáng)度800MPa的情況下,CP鋼的屈服強(qiáng)度明顯提高,成都模具廠-并且較大。近幾年,中國鋼鐵業(yè)節(jié)能減排并取得了顯著成效,但中國鋼鐵業(yè)的節(jié)能潛力已不在鋼材生產(chǎn)過程,而在提高鋼材質(zhì)量、減少鋼材消耗。
CP鋼還具有相當(dāng)高的抗沖擊吸能特性和很高的殘留變形能力。因此,CP鋼既具有相當(dāng)高的抗拉強(qiáng)度、高加工硬化系數(shù),又有非常均勻的延伸性能。以CP鋼加工的制件為例,成形后再經(jīng)涂裝時(shí)的烘烤、硬化,其抗拉強(qiáng)度可超過800 MPa。
鐵素體-貝氏體鋼(FB鋼)。鐵素體-貝氏體鋼亦稱拉伸翻邊鋼或高擴(kuò)孔鋼,這是因?yàn)樗哂懈纳仆咕壏吇蜷L孔的拉伸能力。FB鋼可用來制造熱軋產(chǎn)品,其主要優(yōu)點(diǎn)是改善了由擴(kuò)孔翻邊試驗(yàn)所測定的修平凸緣或翻邊所形成的邊緣性能。
在這些方面,它優(yōu)于高強(qiáng)度合金鋼和雙相鋼。成都注塑加工與HSLA鋼相比,F(xiàn)B鋼在同等屈服強(qiáng)度的情況下,也具有較高的加工硬化系數(shù)n,并且增加了總的邊緣延伸量。
此外由于FB鋼具有良好的焊接性能,它總是被用來生產(chǎn)沖壓大、中型車身覆蓋件的激光對焊板坯(TWB)。FB鋼的重要特點(diǎn)是:既具有良好的抗碰撞性能
汽車模具鋼材
汽車超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具材料的加工
國內(nèi)汽車模具企業(yè)通常采用兩種方法加工淬硬鋼模具:一種是大多數(shù)企業(yè)采用的傳統(tǒng)的磨削加工;另一種是少數(shù)企業(yè)采用的高速硬態(tài)銑削加工。
相比于傳統(tǒng)的磨削加工而言,高速硬態(tài)銑削加工具有加工柔性好、無污染及生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點(diǎn),所以,汽車淬硬鋼模具高速硬態(tài)銑削加工,必將成為我國汽車超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具制造業(yè)重點(diǎn)研究和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,對研究汽車超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具的制造水平和推動汽車模具行業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。眾所周知,不銹鋼具有很高的耐腐蝕性,但另一方面,它的加工性、尤其是切削性能非常差。
下面主要從高速切削力因素、高速切削方法優(yōu)化及高速切削刀具材料選擇等三個(gè)方面作一個(gè)簡單探討。
1.影響硬態(tài)切削力的因素
主要包括切削速度、切削深度、進(jìn)給量、后刀面磨損量及工件硬度等因素。
大量的試驗(yàn)研究表明:隨著切削速度的提高,切削力隨之增加。當(dāng)切削速度超過某一特定值后,切削力會減小。高速銑削淬硬鋼,軸向力(Z軸)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)分力,為主切削力。模具工藝的安排尤為重要,合理的工藝安排能加快生產(chǎn)周期,縮短加工時(shí)間,有效節(jié)省成本。刀具磨損及刃形對切削力影響大。隨著刀具磨損的加劇,切削力分量都增加,研磨的刀刃比倒棱的刀刃產(chǎn)生的切削力更大一些,軸向切削深度增加,切削力增加。
2.高速銑削淬硬鋼模具工藝參數(shù)優(yōu)化
由于高速切削與傳統(tǒng)的切削機(jī)理不同,目前,高速銑削淬硬鋼模具不能簡單地沿用常規(guī)銑削相關(guān)理論和概念。因此,國內(nèi)外一些學(xué)者對高速銑削淬硬鋼模具工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,采取的方法主要有:用試驗(yàn)優(yōu)化的方法、試驗(yàn)優(yōu)化與算法優(yōu)化組合的方法。這些方法主要是以切削速度、進(jìn)給量及切削深度等主要切削參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,設(shè)定優(yōu)化目標(biāo),在高速銑削試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化算法建立模型,找到切削參數(shù)的搭配。其實(shí)雖然同為鋼材,如今的車用已經(jīng)不能和幾十年前的車用鋼同日而語。常用的試驗(yàn)方法為正交試驗(yàn),優(yōu)化算法應(yīng)用較多的為遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等,并與人工智能方法相結(jié)合,在高速切削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究中取得了一定效果。
3.高速切削刀具材料選擇
由于汽車超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具的輪廓尺寸大小不一、型面復(fù)雜,存在大量的溝槽、轉(zhuǎn)角、凸起和凹陷等,為了保證淬硬鋼模具的表面質(zhì)量,一道工序通常要求同一把刀完成,所以,要求刀具硬度高、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性好,具有良好的抗沖擊、耐磨損等特性。
刀具材料主要選擇涂層硬質(zhì)合金、PCBN及陶瓷等,具主要特點(diǎn)是抗粘結(jié)能力比硬質(zhì)合金強(qiáng),PCBN的主要特點(diǎn)是硬度高、耐磨性和耐熱性好,在淬硬鋼模具的銑削加工中,PCBN的相對性能較好。
如果不是很清楚冷作模具鋼的性能,肯定會問將冷作模具鋼當(dāng)作熱作模具鋼用可以么?首先我們都知道冷作模具鋼側(cè)重硬度、耐磨性。含碳量高,合金元素以增加淬透性,提高耐磨性為主。然而熱作模具鋼對硬度要求適當(dāng),側(cè)重于紅硬性,導(dǎo)熱性,耐磨性。 由于冷作模具的正常報(bào)廢原因一般是磨損.也有因斷裂、崩力和變形超差而提前失效的。由于汽車超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具的輪廓尺寸大小不一、型面復(fù)雜,存在大量的溝槽、轉(zhuǎn)角、凸起和凹陷,尺寸精度和表面精度要求高。 因此要求具有更高的耐磨化模具工作時(shí)承受沖壓力大.又由于形狀復(fù)雜易于產(chǎn)生應(yīng)力集中,所以要求具有較高的韌性;模具尺寸大、形狀復(fù)雜.所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。

模具材料的選用在談模具材料之前,我們要先了解注塑模具的一些基本的東西,首先是模具的分類,一般把模具按使用壽命的長短分五級,一級在百萬次以上,二級是50萬----100萬次,三級在30萬-----50萬次,四級在10萬---30萬次,五級在10萬次以下,一級與二級模具都要求用可以熱處理硬度在HRC50左右的鋼材,否則易于磨損,注塑出的產(chǎn)品易超差,故所選的鋼材既要有較好的熱處理性能,又要在高硬度的狀態(tài)下有好的切削性能,當(dāng)然還有其他方面的考慮。因我很少接觸國產(chǎn)塑膠模鋼材,故只能介紹在珠三角常用的進(jìn)口料。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的,但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。通常選用瑞典的8407,S136,美國的420,H13,歐洲的2316,2344,083,或日本的SKD61,DC53(原為五金模材料,特殊情況下使用。)一類的鋼材。除此外,注塑的原料及其所增加的填料對選用剛才有很大的影響,尤其是玻璃纖維對模具的磨損大。
