激光技术在模具钢材领域的应用


随着中国模具工业的发展,对模具材料的数量,质量,品种和性能提出了越来越高的要求,模具钢市场也得到了快速发展。模具材料的范围从普通的碳素结构钢,合金结构钢,碳素工具钢,合金工具钢,高速工具钢,不锈钢,马氏体时效钢到硬质合金,耐火合金,超合金。有色金属等可用,主要是属于合金工具钢的模具钢。目前,中国的合金工具钢产量已居世界前列,其中合金模具钢约10万吨。中国的模具工业每年消耗300,000-400,000吨模具钢,其中合金模具钢为130,000-150,000吨。目前,国产模具钢的质量相对较差,高要求模具钢的相当一部分需要真空精炼和电渣重熔以确保钢的高纯度,高密度和高各向同性以及电渣重熔。模具钢的份额很小。模具钢市场约80%是黑色皮革材料。用户获得材料后,必须更改自己的锻造和重整。材料利用率低,生产周期长,不能满足现代模具制造的需要。一,传统钢替代技术

金属材料激光表面强化技术可用于金属材料的表面强化,以解决整体强化和其他表面强化方法难以克服的矛盾。它也可以用于金属材料的表面改性,以获得低等级材料的高性能表面。由激光表面强化技术引发的模具材料更换技术开辟了降低模具制造成本的新途径。

深圳诸威特钢有限公司开发了一种新型的高效TS4模具铜合金材料,其硬度高达HRC38-45度。它易于制造和加工,无需热处理,摩擦系数低,并且在合金中具有耐磨性。该元素使得原本耐磨的铜合金的耐磨性进一步提高,并且特别适合于拉伸模具的需要。在模具制造成本中,材料成本通常只占模具成本的20%左右,但是模具行业的竞争是模具使用效率的竞争,而不是低廉的模具材料价格才能取胜,因此为了延长使用寿命,选择模具材料时通常需要精炼模具。例如,使用碳化物不均匀性为5-6级的Cr12MoV钢生产拉伸模具,使用寿命通常小于10,000个;并使用TS4铜合金模具制造拉伸模具,使用寿命可达7万以上。这是因为TS4铜合金模具材料的导热性好,可以确保模具在运行过程中的温度分布均匀,不会因局部高温而在模具中产生裂纹,也不会引起冷焊,拉伸产品表面上的结露和起皱。不仅缩短了开模时间,提高了模具的使用寿命,而且提高了生产效率和产品质量。目前,TS4铜合金模具已成功应用于不锈钢薄板拉伸模具,铝合金压铸模具,注塑模具,铜合金重力铸造和低压铸造模具,玻璃瓶制造模具等,将取代传统的模具。模具钢和铸铁。这是模具材料领域的一场革命。

1。热作模具的材料更换技术

热作模具材料除强度,韧性,耐磨性,耐疲劳性和耐咬合性外,还对红色硬度和抗回火性有特殊要求。因此,低材料激光相变强化不能替代高合金钢的耐高温性。模具再制造技术和激光熔覆可使碳钢,低合金钢或铸铁具有耐高温性。当塑料模具的工作温度高于400°C时,可以使用相同的材料替换技术作为热模。

2,冷作模具的材料更换技术

冷作模具需要具有强度,韧性,耐磨性,抗疲劳性和耐咬合性的材料。冷作模具在激光相变后,用中高碳碳钢,低合金钢或铸铁代替传统技术的高级材料,具有广泛的技术应用。尽管广泛用于冷作模具中的高合金钢具有合金碳化物的独特耐磨作用,但激光相变强化不会被氧化,脱碳,并且由于其分散强化,变形强化,加工和热处理。它可以弥补高合金钢所具有的合金碳化物的耐磨性。因此,激光增强工艺的灵活性可以更广泛地应用于材料替代技术领域。当塑料模具的工作温度低于350°C时,它具有与冷作模具相同的材料替换技术空间。

3,铸铁模具

铸铁模具的增强潜力取决于基体是否为珠光体。如果基体结构中的铁素体过多,则会降低材料的淬透性,因此铸铁模具的材料替代旨在提高强化潜力。根据国家标准,球墨铸铁应选择QT600以上,蠕墨铸铁应选择RT380以上,灰铸铁应选择HT200以上。目前市场上有大量的HT150模具,这种模具的相变增强效果不佳。

4,齿轮和模具的再制造技术

通过激光熔覆在齿轮或模具的损坏或有缺陷的部分中熔覆特定合金材料,从而与基础金属材料形成良好的冶金结合。这种修复过程不仅可以修复齿轮或模具的形态,还可以改善修复部位的性能,是一种增强的修复方法。已经用于齿轮和模具修复的这种激光表面熔覆目前被称为齿轮或模具再制造技术。

第二和第三代汽车钢工业应用启动

几天前,中国工程院名誉院长徐匡迪院士见证了中国一汽技术中心和中国钢铁研究集团钢铁研究所“先进汽车钢铁联合实验室”的揭幕在中国工程院。国内汽车制造商与钢铁研究“国家团队”之间的这种“联姻”正式拉开了中国在世界上首次开发的第三代汽车钢铁产业化应用的帷幕。

据中国工程院院士,中钢研究集团董事长甘勇院士介绍,钢材约占汽车自重的70%。因此,开发,应用高性能,低成本,高精度,易于加工的高级汽车用绿绿钢材料对于安全性,轻量化和“节能减排”至关重要。汽车。他透露,钢铁研究院已成功引领世界第三代汽车钢技术的发展,形成了该领域领先的材料研发优势。钢铁研究院和一汽技术中心处于“八五”至“十五”期间,在材料技术研发项目上开展了大量合作,取得了很大的成功。在先进的非回火钢,齿轮钢,弹簧钢和不锈钢中的应用,双方之间建立联合实验室将加强在新型汽车材料和相关工艺技术(如热成型钢和模具钢)和成型技术方面的合作完善的技术体系,用于开发和应用世界一流的先进汽车钢。

李军,副总工程师兼技术中心主任,介绍了第三代高机动战术军车,第七代商用车的解放,新一代轻型车,新能源车等产品在“十二五”期间。除汽车轻量化设计外,汽车安全设计,SCR(选择性催化还原系统)后处理关键金属材料等将成为第三代汽车钢的主要战场。

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