成形工具改進(jìn)

如果人們遇到“鋼材”這個(gè)詞匯，就如同遇到了“高強(qiáng)度”這個(gè)詞匯。

市場上，尤其是汽車工業(yè)，對(duì)于高強(qiáng)度鋼材的需求越來越強(qiáng)勁，并需要更好的性能和經(jīng)濟(jì)性。但是，加工過程中產(chǎn)生的磨損卻比較嚴(yán)重。加工高強(qiáng)度鋼材的常規(guī)刀具的使用壽命需要多長？盡管這些刀具表面通常都有昂貴的涂層，但是其使用壽命卻不夠長。直到使用新式的工具鋼才能確保刀具擁有比較經(jīng)濟(jì)的、較長的使用壽命。例如，經(jīng)過熱處理之后刀具上的“集成式涂層”還能繼續(xù)用于加工。

人們現(xiàn)在談到了一種集成的涂層。其思路是在生產(chǎn)粉末冶金材質(zhì)工具鋼的時(shí)候單獨(dú)增加一道加工工序，在工具鋼里面加入氮元素，其作用和碳元索類似。這樣可以得到碳氮共滲體，而不是碳化物；與碳化物相比，其優(yōu)點(diǎn)在于這神材料具有了一種“陶瓷性能”，硬度更高，抗附著能力也更強(qiáng)。同時(shí)這種材料還具有一種與涂層類似的特殊的表面特性。由于這種特殊的表面特性，潤滑劑可以更好地附著在刀具表面，并減少附著磨損的產(chǎn)生。許多實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)驗(yàn)證了這種材料的效果，其應(yīng)用范圍可以從特高硬度鋼板一直到非常耐磨的鎳質(zhì)沖模。添加了集成徐層的刀具材料不僅可以降低成本．還具有很多其他的優(yōu)點(diǎn)。用這種材料制造的刀具在熱處理之后還能改變的尺寸(而常規(guī)涂層不允許在熱處理之后再進(jìn)行尺寸加工)，并且還能對(duì)其表面進(jìn)行拋光，從而提高表面質(zhì)量。此外，集成涂層不會(huì)崩裂，因此也不會(huì)中斷生產(chǎn)。

利用刀具基材表而的疲勞現(xiàn)象可以減少切削刃的崩裂。這也是為什么常規(guī)涂層并不能單獨(dú)解決加工高強(qiáng)度鋼板時(shí)產(chǎn)生的所有問題的原因?；牡奶匦跃哂袥Q定性意義．這樣才能使整個(gè)刀具達(dá)到較高的延展性和抗壓強(qiáng)度。接下來才是刀具的耐磨性，耐磨性對(duì)于大批量生產(chǎn)具有很重要的意義。因此．就刀具材料角度而言我們目前找到了兩個(gè)解決方案。如果僅僅是與延展性問題相關(guān)，那么Uddeholm 公司利用“高壓電熔爐渣工藝”(DESU)生產(chǎn)的一種名為“Caldie”的材料是解決這類問題的首選。這種金屬的延展性比低合金度的粉末冶金鋼要高。生產(chǎn)商可以通過改善鋼材的化學(xué)化合過程來達(dá)到較高的延展性。從冶金學(xué)角度而言、Uddeholm公司的Caldie材料是一種工具鋼組合。這種材料當(dāng)然要有較高的耐磨性。在這一點(diǎn)上，兩種方案都已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，將現(xiàn)有的“Vanadis 4”鋼材繼續(xù)開發(fā)為代號(hào)為“Vanadis 4 Extre”的鋼材。這種材料具備了適用于高強(qiáng)度鋼板成型加工的特性組合。這種工具鋼具有很高的延展性、很好的抗壓強(qiáng)度和輕微的磨損；不僅僅具有較高的強(qiáng)度，而且在許多特性組合方面都具備優(yōu)勢。

兩種鋼材都可以進(jìn)行涂層加工，這樣就可以滿足不同特殊的技術(shù)要求。由于考慮到可以使得材料具有較高的疲勞強(qiáng)度，因此涂層加工依然具備較高的總體經(jīng)濟(jì)性。

例如，如果人們對(duì)比新舊兩代Volvo S40轎車所使用的高強(qiáng)度鋼板的比例，就能很清楚地明白這一點(diǎn)。上一代的S40轎車總共使用了36.4%的高強(qiáng)度鋼板，其余的都是常規(guī)的鋼板。盡管新一代的S4O轎車中高強(qiáng)度鋼板的使用比例降低為31.3%，但是使用的超高強(qiáng)度和特高強(qiáng)度鋼飯的使用比例卻達(dá)到了22.8%。也就是說，新一代S40轎車所使用的高強(qiáng)度鋼板的比例總共已經(jīng)達(dá)到了54.1%。不過需要指出的是，到目前為止對(duì)于高強(qiáng)度鋼板和特高強(qiáng)度鋼板還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。最常見的定義就基由Volvo汽車公司和SSAB聯(lián)合發(fā)市的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度應(yīng)為340～60OMPa，超高強(qiáng)度鋼飯的強(qiáng)度應(yīng)為600～800MPa，特高強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度至少應(yīng)為800MPa。加工這些鋼板就意味著面臨許許多多新的挑戰(zhàn)。為了能夠加工新的高強(qiáng)度鋼材．首先就需要在壓機(jī)上施加更高的壓力，并相應(yīng)改變刀具的設(shè)計(jì)。同時(shí)還要提高刀具的“進(jìn)給”速度，以便減少工位的數(shù)量，提高經(jīng)濟(jì)性。另外還要減少“危險(xiǎn)”的潤滑劑的使用，或者干脆完全停止使用潤滑劑。

成形加工是用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形加工工具使工件成形的加工方法。

中文名稱

成形加工

英文名稱

forming

定　　義

用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形加工工具使工件成形的加工方法。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），切削加工工藝與設(shè)備（二級(jí)學(xué)科），切削加工工藝-切削加工方法（三級(jí)學(xué)科）

精密成形技術(shù)簡介

機(jī)械構(gòu)件的加工，首先要制造毛坯。再經(jīng)切削、磨削等工序，才能得到符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。毛坯到產(chǎn)品的傳統(tǒng)加工方法，材料、能源、時(shí)間的消耗都很大，還會(huì)產(chǎn)生大量的廢屑。廢液及噪聲污染。而精密成形技術(shù)可極大的改變這種狀況。　利用熔化、結(jié)晶、塑性變形、擴(kuò)散、他變等物理化學(xué)變化，按預(yù)定的設(shè)計(jì)要求成形機(jī)械構(gòu)件，目的在于使成形的制品，達(dá)到或接近最后要求的形狀或尺寸——這就是精密成形技術(shù)。它是現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)、精密加工與測量技術(shù)）與傳統(tǒng)成形技術(shù)（鑄造、鍛壓、焊接、切割等）相結(jié)合的產(chǎn)物。不僅可以提高材料的利用率，減輕污染，還可使構(gòu)件材料獲得傳統(tǒng)方法難以獲得的化學(xué)成分與組織結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。精密成形技術(shù)是生產(chǎn)高技術(shù)產(chǎn)品（如計(jì)算機(jī)、電于、通訊、宇航、儀表等產(chǎn)品）的關(guān)鍵技術(shù)。

精密成形技術(shù)精密成形技術(shù)分類

精密成形技術(shù)精密成形技術(shù)發(fā)展趨勢

產(chǎn)品的復(fù)雜化、精密化和質(zhì)量優(yōu)化；工藝設(shè)計(jì)的模擬化、準(zhǔn)確化；模具模樣設(shè)計(jì)制造技術(shù)的CAD/CAM一體化。目前某些中小零件的精密成形已達(dá)到不經(jīng)切削加工或加工余量極小。國際機(jī)械加工技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測，下世紀(jì)初，精密成形與磨削加工相結(jié)合，將取代大部分中小零件的切削加工。

精密成形技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用，通過與先進(jìn)工藝設(shè)備、檢測手段配合，已形成不同檔次的精密成形制造單元，并普遍取代了傳統(tǒng)的成形工藝及設(shè)備。

今后一段時(shí)期，中國將以汽車工業(yè)為主要應(yīng)用對(duì)象，結(jié)合典型零件進(jìn)行精密成形技術(shù)的開發(fā)，并形成應(yīng)用于生產(chǎn)的成套技術(shù)。重點(diǎn)一是提高轎車生產(chǎn)裝備的國產(chǎn)化比例，二是提高轎車零部件的國產(chǎn)化比例。