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汽車模具鋼材

汽車超高強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，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鋼板熱壓成型模具制造業(yè)重點研究和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，對研究汽車超高強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)實意義。

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方面作一個簡單探討。

1.影響硬態(tài)切削力的因素

主要包括切削速度、切削深度、進給量、后刀面磨損量及工件硬度等因素。

大量的試驗研究表明：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)高于其他兩個分力，為主切削力。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)進行優(yōu)化研究，采取的方法主要有：用試驗優(yōu)化的方法、試驗優(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、進給量及切削深度等主要切削參數(shù)為設(shè)計變量，設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)，在高速銑削試驗的基礎(chǔ)上，采用優(yōu)化算法建立模型，找到切削參數(shù)的搭配。常用的試驗方法為正交試驗，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，具主要特點是抗粘結(jié)能力比硬質(zhì)合金強，PCBN的主要特點是硬度高、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。

冷軋 冷軋：在再結(jié)晶溫度以下進行的軋制叫做冷軋，一般用熱軋鋼卷為原料，經(jīng)酸洗去 除氧化皮后進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷 的強度、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降，因此沖壓性能將惡化，只能用于簡單變形的零 件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因為熱鍍鋅機組均設(shè)置有退 火線。軋硬卷重一般 在20-40噸，鋼卷在常溫下，對熱軋酸洗卷進行連續(xù)軋制。內(nèi)徑為610mm。 產(chǎn)品特點：因為沒有經(jīng)過退火處理，其硬度很高（大于90），機械加工性能極差， 只能進行簡單的有方向性的小于90度的折彎加工（垂直于卷取方向）。 簡單點兒來說，冷軋，是在熱軋板卷的基礎(chǔ)上加工軋制出來的，一般來講是熱軋---

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口料。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。