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汽车模具钢材

汽车超高强钢板热压成型模具材料的加工

国内汽车模具企业通常采用两种方法加工淬硬钢模具：一种是大多数企业采用的传统的磨削加工；另一种是少数企业采用的高速硬态铣削加工。

相比于传统的磨削加工而言，高速硬态铣削加工具有加工柔性好、无污染及生产效率较高等优点，所以，汽车淬硬钢模具高速硬态铣削加工，必将成为我国汽车超高强钢板热压成型模具制造业重点研究和发展的关键技术之一，对研究汽车超高强钢板热压成型模具的制造水平和推动汽车模具行业的发展具有重要的现实意义。我国装备制造可实现汽车模具制造、金属加工等典型行业2020年装备数控化率达到70%。

下面主要从高速切削力因素、高速切削方法优化及高速切削刀具材料选择等三个方面作一个简单探讨。

1.影响硬态切削力的因素

主要包括切削速度、切削深度、进给量、后刀面磨损量及工件硬度等因素。

大量的试验研究表明：随着切削速度的提高，切削力随之增加。当切削速度超过某一特定值后，切削力会减小。高速铣削淬硬钢，轴向力（Z轴）远远高于其他两个分力，为主切削力。刀具磨损及刃形对切削力影响大。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0。随着刀具磨损的加剧，切削力分量都增加，研磨的刀刃比倒棱的刀刃产生的切削力更大一些，轴向切削深度增加，切削力增加。

2.高速铣削淬硬钢模具工艺参数优化

由于高速切削与传统的切削机理不同，目前，高速铣削淬硬钢模具不能简单地沿用常规铣削相关理论和概念。因此，国内外一些学者对高速铣削淬硬钢模具工艺参数进行优化研究，采取的方法主要有：用试验优化的方法、试验优化与算法优化组合的方法。这些方法主要是以切削速度、进给量及切削深度等主要切削参数为设计变量，设定优化目标，在高速铣削试验的基础上，采用优化算法建立模型，找到切削参数的搭配。常用的试验方法为正交试验，优化算法应用较多的为遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，并与人工智能方法相结合，在高速切削工艺参数优化的研究中取得了一定效果。在发展业务的同时，加强成本控制力度，提高内部管理水平，也成为未来模具钢材企业工作的重点，既能提高公司的产品竞争力，也是客户衡量公司可持续发展能力的重要标准。

3.高速切削刀具材料选择

由于汽车超高强钢板热压成型模具的轮廓尺寸大小不一、型面复杂，存在大量的沟槽、转角、凸起和凹陷等，为了保证淬硬钢模具的表面质量，一道工序通常要求同一把刀完成，所以，要求刀具硬度高、耐热性和化学稳定性好，具有良好的抗冲击、耐磨损等特性。

刀具材料主要选择涂层硬质合金、PCBN及陶瓷等，具主要特点是抗粘结能力比硬质合金强，PCBN的主要特点是硬度高、耐磨性和耐热性好，在淬硬钢模具的铣削加工中，PCBN的相对性能较好。

一、工艺设计前的准备工作

在拿到冲压件进行工艺设计前，必须查阅有关资料，以便明确 产品的具体要求、现有的条件等，为设计合理而可行的冲压工艺做好 必要的准备。热轧（hotrolling)热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧。 这些资料主要有： 1， 2， 3， 零件图或产品图，可以参考的模型。 冲压件的公差。 类似零件的成型性及作业性的有关资料、曾出现的各种质 量问题及解决方法。 4， 关于产品所用钢材的有

关资料，如材料的各项性能参数 值，表面质量等。 5， 6， 7， 各种摸具设计的标准和模具零件的规格。 现有压力机的参数和附属装置、生产率等方面的资料。 产量和要求的时间。

通过对零件图和拉深件图的研究， 应该了解该零件所应具有的功 能、所要求的单个零件的强度，表面质量以及相关零件之间所要求的 相关精度。并明确下列事项： 1， 零件轮廓、法兰、侧壁及底部是否有形状急剧变化的部 分、负角的部位等，以及其他成形困难的形状。

在冷轧过程中必须使用冷轧油，使用冷轧油的好处是：

1、有效降低磨擦系数，提供相应的轧制力，轧制能耗低，获得满意的轧制参数；

2、使表面光亮度高、轧延厚度均匀；

3、冷却效果好，能迅速带走轧制热，保护轧辊及轧件。 退火性能良好，不会产生油烧现象；

4、有短期的防锈性能，可提供轧件临时防锈保护；

热轧（hot rolling)

热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧