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當(dāng)今高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼很好的實(shí)現(xiàn)了車輛的輕量化,提高了車輛的碰撞強(qiáng)度和安全性能,因此成為車用鋼材的重要發(fā)展方向。但隨著板料強(qiáng)度的提高,傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象,青島模具鋼加工,無法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下,國(guó)際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝,主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下,板料的塑性增加,屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn),通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對(duì)工藝條件,青島模具鋼加工、金屬相變,青島模具鋼加工、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究,該技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷,國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢。
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熱作模具鋼在工作時(shí)承受著很大的沖擊力,模腔和高溫金屬接觸,反復(fù)地加熱和冷卻,其使用條件極其惡劣。為了滿足熱作模具的使用要求,熱作模具鋼應(yīng)具備下列基本特性:
(1)高的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性是指鋼材在高溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持其常溫力學(xué)性能的能力。熱作模具工作時(shí),接觸的是熾熱的金屬,甚至是液態(tài)金屬,所以模具表面溫度很高,一般為400~700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發(fā)生熱化,具有高的熱穩(wěn)定性,否則模具就會(huì)發(fā)生塑性變形,造成堆塌而失效。
(2)優(yōu)良的耐熱疲勞性,熱作模具的工作特點(diǎn)是反復(fù)受熱受冷,模具一時(shí)受熱膨脹,一時(shí)又冷卻收縮,形成很大的熱應(yīng)力,而且這種熱應(yīng)力是方向相反,交替產(chǎn)生的。在反復(fù)熱應(yīng)力作用下,模具表面會(huì)形成網(wǎng)狀裂紋(龜裂),這種現(xiàn)象稱為熱疲勞,模具因熱疲勞而過早地?cái)嗔?,是熱作模具失效的主要原因之一。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性?
(3)較高的高溫強(qiáng)度和良好的韌性。熱作模具,尤其是熱鍛模,工作時(shí)承受很大的沖擊力,而且沖擊頻率很高,如果模具沒有高的強(qiáng)度和良好的韌性,就容易開裂。
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就國(guó)內(nèi)外使用的模具鋼材而言,模具鋼密度一般都在7.85左右,通常模具鋼是鍛造件,密度在8000-8400千克/立方米。不同模具鋼材中加入的合金元素比例不一樣,模具鋼密度會(huì)有小范圍的差別。
密度是物質(zhì)的特性之一,每種物質(zhì)都有一定的密度,不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì)。所以我們可以根據(jù)密度公式ρ=M/V,計(jì)算出任意一種模具鋼的密度。
根據(jù)密度公式:ρ=m/v,也就是說決定模具鋼質(zhì)量和體積的因素決定了模具鋼密度。那么從微觀的角度來講的話,就是分子量和分子間隙共同決定物質(zhì)的密度。體積、大小、質(zhì)量、壓強(qiáng)、壓力和溫度影響物質(zhì)密度,雖然物質(zhì)密度物質(zhì)的本身屬性,它是一定的,但是物質(zhì)有各種狀態(tài),當(dāng)物質(zhì)形成態(tài)的轉(zhuǎn)化的時(shí)候,密度才會(huì)變化。比如水,升溫可導(dǎo)致水的氣化,密度變小,加壓又可以使水蒸氣從新凝結(jié)為液態(tài)水,密度變大。
模具鋼材的硬度如何檢測(cè)?硬度是模具鋼重要的性能之一,對(duì)于快速、精確地測(cè)試模具鋼材硬度在模具制造和使用單位是非常關(guān)鍵的。同時(shí)也具有十分重要的意義,它可以提升模具質(zhì)量、制造水平和延長(zhǎng)模具的使用壽命。模具鋼是模具工業(yè)的主體材料,根據(jù)模具的服役條件、環(huán)境和狀態(tài)的不同,模具鋼應(yīng)具備不同的特性。在工業(yè)生產(chǎn)中,模具使用壽命和制成零件的精度、質(zhì)量、外觀性能,除與模具的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造精度,以及機(jī)床精度和制造操作有關(guān)外,正確地選用模具材料和正確地執(zhí)行熱處理工藝也是至關(guān)重要的,資料顯示,模具早期失效因材料選擇不當(dāng)和材料內(nèi)部缺陷引起的大約占百分之十左右,而由熱處理不當(dāng)引起的約占百分之四十九。硬度是模具材料和成品模具的重要性能指標(biāo)。模具在工作時(shí)的受力狀態(tài)是復(fù)雜的,如熱作模具通常是在交變的溫度場(chǎng)下承受交變應(yīng)力作用,因此它應(yīng)具有良好的阻止模具轉(zhuǎn)變成較軟或塑性狀態(tài)的能力,并且在長(zhǎng)期工作環(huán)境下仍保持模具的形狀和尺寸精度不變。一般成品模具的硬度,冷作模具常選擇在59至60HRC,熱作模具常選擇在48HRC左右。
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在高溫下高強(qiáng)度鋼的成型,EP油基潤(rùn)滑油失去了它的性能,無法在極溫應(yīng)用中提供物理的模具保護(hù)隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤(rùn)滑劑則可以提供必要的保護(hù)。隨著金屬在沖壓模具中變形,溫度不斷升高,EP油基潤(rùn)滑油都會(huì)變薄,有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著(冒煙)。IRMCO高分子聚合物潤(rùn)滑劑一般開始噴上去時(shí)稠度低得多。隨著成形過程中溫度的上升,會(huì)變得更稠更堅(jiān)韌。實(shí)際上高分子聚合物極溫潤(rùn)滑劑都有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上,形成一個(gè)可以降低摩擦的隔膜。這個(gè)保護(hù)屏障可以允許工件延展,在工件成型時(shí)沒有破裂和粘接,以此來控制摩擦和金屬流動(dòng)。有效的保護(hù)了模具,延長(zhǎng)了模具使用壽命,提高了沖壓的強(qiáng)度。
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熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外,還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用,因此,評(píng)價(jià)熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo),它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個(gè)方面。
熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命,抗熱疲勞性能高的材料,萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多;機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后,在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時(shí),每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量;斷裂韌性反映材料對(duì)已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料,其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展,必須在裂紋前端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子,也就是必須有較大的裂紋長(zhǎng)度。在應(yīng)力恒定的前提下,在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋,如果模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴(kuò)展得更深,才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。
也就是說,抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命;而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性,可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命。因此,熱作模具如要獲得高的壽命,模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值。
青島模具鋼加工
無錫鐵島模具鋼材有限公司致力于五金、工具,以科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)***管理的追求。鐵島模具鋼材擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)創(chuàng)新的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),以高度的專注和執(zhí)著為客戶提供模具鋼P(yáng)20,NAK80,冷沖模SKD11,冷沖模cr12。鐵島模具鋼材不斷開拓創(chuàng)新,追求出色,以技術(shù)為先導(dǎo),以產(chǎn)品為平臺(tái),以應(yīng)用為重點(diǎn),以服務(wù)為保證,不斷為客戶創(chuàng)造更高價(jià)值,提供更優(yōu)服務(wù)。鐵島模具鋼材始終關(guān)注五金、工具行業(yè)。滿足市場(chǎng)需求,提高產(chǎn)品價(jià)值,是我們前行的力量。
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