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汽車(chē)模具鋼材

汽車(chē)超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具材料的加工

國(guó)內(nèi)汽車(chē)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(wú)污染及生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點(diǎn)，所以，汽車(chē)淬硬鋼模具高速硬態(tài)銑削加工，必將成為我國(guó)汽車(chē)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(duì)研究汽車(chē)超高強(qiáng)鋼板熱壓成型模具的制造水平和推動(dòng)汽車(chē)模具行業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)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(gè)方面作一個(gè)簡(jiǎn)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(guò)某一特定值后，切削力會(huì)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。刀具磨損及刃形對(duì)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(jiǎn)單地沿用常規(guī)銑削相關(guān)理論和概念。因此，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)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。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(chē)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(duì)性能較好。

如果不是很清楚冷作模具鋼的性能，肯定會(huì)問(wèn)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(duì)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。 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(kāi)裂傾向性。

在冷軋過(guò)程中必須使用冷軋油，使用冷軋油的好處是：

1、有效降低磨擦系數(shù)，提供相應(yīng)的軋制力，軋制能耗低，獲得滿意的軋制參數(shù)；

2、使表面光亮度高、軋延厚度均勻；

3、冷卻效果好，能迅速帶走軋制熱，保護(hù)軋輥及軋件。 退火性能良好，不會(huì)產(chǎn)生油燒現(xiàn)象；

4、有短期的防銹性能，可提供軋件臨時(shí)防銹保護(hù)；

熱軋（hot rolling)

熱軋是相對(duì)于冷軋而言的，冷軋是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，而熱軋就是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋