球墨铸铁模具的消失模制造技术及发展动态

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球墨铸铁模具的消失模制造技术及发展动态 , 模具以其特定的功能使原材料成形。在现代生产中是生产各种工业产品的重要工艺装 , 备。在工业品的生产中模具的合理有效应用可保证产品质量、提高生产率和降低生产成本 <1> ,, 。随着经济的发展汽车等运动机械所需钢板中大型冲压件的生产和使用量急剧增加相 ,, 应地对中大型模具的需求在数量上大幅度增加对质量也提出了更高要求。过去大型冲压件 , 模具多用锻造合金钢模具由于存在原材料价格高、材料利用率低、工序较复杂、制造周期 ,, 长、加工费用高、组合安装精度低等缺点使模具制造成本居高不下冲压件精度下降。本文 ,, 中将对球铁在模具生产中的应用及国内外模具铸造工艺现状进行综合评述。同时经过大量 , 的研究和实验证明球墨铸铁材料是替代合金模具钢的优选材料。 1 球墨铸铁模具的研究现状 ,, 采用球墨铸铁制造中大型模具近年来刚起步文献检索表明国外目前尚未发现相关资 ,, 料。国内近年来采用球墨铸铁制造玻璃模具的报导较多用以制造拉伸模具的报导较少其它 , 模具未见报导。由于球墨铸铁中的石墨以球状颗粒均匀分布于基体因而对削弱基体的作用 ,, , 和造成应力集中的作用较小从而使基体的作用得到充分发挥又由于有较高含量的硅和锰 ,, , 所以球墨铸铁的抗拉强度不仅高于其它铸铁甚至高于碳素钢尤其突出的是其屈服强度比 ,2<2-3> , 普通钢高得多屈强比几乎为普通钢的倍。由于球墨铸铁的基体组织与钢相同球状 ,, 分布的石墨对应力集中作用不大理论上讲凡对钢可以进行的热处理工艺基本上都适用于 ,,,, 球墨铸铁因此可通过适当的热处理来改变球墨铸铁的组织状态以提高其性能从而扩大应 用范围。 1.1 拉伸模具的磨损机理和失效形式 ,, 拉伸过程中凸模和凹模是受力最大、工作条件最恶劣的部件。拉伸是否能顺利进行主 ,, , 要看部件是否产生起皱和拉裂现象因此拉伸模常有压边圈或压边装置来防止起皱。拉伸时 ,,- 凸模承受压应力回程时受拉应力这就构成了拉压式循环应力。若有坯料倾斜或由于送料 ,, ,, 误差等因素凸模则承受偏心载荷以上受力将会使凸模折断或疲劳断裂凸模在拉伸成形时 ,·· , 一般承受径向压应力和轴向拉应力且都是周期性变化的循环应力致使凹模疲劳破坏失 , 效。故凸、凹模处于恶劣工作条件下都有可能导致断裂、变形、磨损、粘合、啃伤、软化 , 等失效形式。因此拉伸模具材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳和抗软化及抗粘 <4-5> 合的性能。 1.2, 球墨铸铁模具的力学性能静拉伸性能 ,,, 根据凸、凹模拉伸时的工作条件选用高强度的球墨铸铁特别是屈强比高的球铁这样 ,45 可以防止模具产生过量的塑性变形。抗疲劳性能球墨铸铁抗疲劳性能比号钢还好。抗弯 250280MPa,130150 MPa<6-8> 曲疲劳强度无缺口时为～有缺口时为～。由于弯曲时内侧受 ,- , 压、外侧受拉所以弯曲疲劳试验可代替拉压循环疲劳试验。从疲劳的角度考虑高强度球 ,; 铁做拉伸模可行。抗冲击性能和抗断裂性能高强度球墨铸铁小能量冲击性能较高受大能量 ,,<9-10> , 冲击时的性能若采用合适的热处理工艺也可以较好。综上所述只要采用合理的生 , 产工艺用高强度球墨铸铁制造拉伸模是可行的。用球墨铸铁制造拉伸模具的主要材质用 QT50-3QT60-2P,SM nQT50-3 和等高强度球铁。化学成分要求含量低、含量适当增加。 ,HRC5458, 1016QT600-2 球铁热处理工艺为双液淬火硬度可达～寿命达～万次。热处理分 ,,900,560,, 两步首先正火℃后空冷℃回火这样就得到珠光体基体组织为氮碳共渗做好组织准 ,0.002mm(), 备。然后进行常规氮碳共渗渗层深度为左右也可采用深层渗氮碳工艺组织为铁 ,HV715850, 1016<11-12> 氮系马氏体硬度为～寿命可达～万次。 2 球墨铸铁模具铸造工艺现状 2.1 消失模铸造的发展及应用