国内精密冷锻件行业技术水平及发展趋势
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冷精锻成形技术的核心问题即解决成形压力和模具强度孰强孰弱的问题,因此模具设计、模具材料、加工检测设备是冷精锻技术需要考虑的三个主要方面:
1、模具设计
模具的设计是冷精锻成形工艺最核心的技术,它直接决定了模具的质量。在模具设计方面,虽然我国已成为模具生产和消费大国,世界模具生产中心也正向我国转移,但总体设计开发能力较弱。国内模具设计一般依靠经验、设计手册所给定的一些设计数据,如过盈配合量、模具分割位置等;而国外已广泛采用有限元分析软件,通过分析模具分割面和工作面的应力状态,找出模具设计的薄弱环节和变形规律;技术水平领先的一些模具企业已开始研究模具寿命预测模型,对模具的寿命进行评估和控制。
2、模具材料
影响冷精锻行业发展的另一个重要因素是模具材料,模具工作的环境决定了制造模具所用的材料必须有足够的强度和韧性、高耐磨性和热处理淬透性,良好的机加工性能以及适当的抗回火软化性能。冷锻模具表面要求高硬度(≥60HRC),心部硬度以40-50HRC为宜。一般用于制造冷锻模具的材料是高速钢。目前国内外高速钢的种类约有数十种,其化学成分一般在下述的范围:含碳量0.7-1.6%;含钨量为0-20%;含钼量为0-9%;含钒量为1-5%;含钴量为0-12%。典型的常用模具材料钢号有W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2A1。我国目前常用的高速钢钢号有W18Cr4V、W9Mo9Cr4V等传统钢种。虽然近几年来我国冷锻模具材料的开发得到了很好的发展,但一些高档的冷锻模具材料仍需进口。
3、加工检测设备
为满足汽车生产更高质量、更大产能、更低生产成本的追求,生产设备将向大型化、高速自动化、精密化及智能化方向发展。采用大型高速紧凑型机械式压力机生产线和多工位压力机,配备拆垛料系统、自动传输系统、检查装件系统以及快速换模系统。目前国内多采用冷锻机的工作方式有分序锻造、多工位锻造和单工位多动作锻造。
4、技术发展趋势
许多新工艺创新在不断推动冷锻技术向前发展,逐渐衍生出分流锻造技术、闭式模锻成形技术、闭塞锻造技术、厚板精冲—挤压复合成形技术、多工艺复合成形技术以及高速锻造技术。
随着计算机技术的不断发展,数字化智能设计系统的应用为冷锻现代化生产注入了生机:一是CAD/CAE/CAM技术与智能设计、知识工程等技术相结合,可应用于模具设计、工艺设计和模具失效分析,实现了工艺和模具设计若干环节的自动化和智能化;二是将人工智能技术、基于知识的工程技术引入冷锻成形工艺/模具设计领域,与传统的CAX技术相结合,开发基于知识的设计支持系统,从而提取合适的知识指导冷锻成形工艺及模具设计。
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