沖壓模具常用金屬材料及其熱處理工藝研究

婁志浩

【摘?要】經濟的發展，社會的進步推動了我國綜合國力的提升，也帶動了機械制造行業的發展，當前，在國內現階段機械加工制造領域內，因為相關制造成型技術使用方案表現出了明顯的改觀，機械零件制造成型過程中的有關技術的使用場景同時也發生了巨大改變。特別是在沖壓模具加工相關零件的過程中，現代沖壓模具的應用改變了常規的機械零件制造過程的原有流程和模式，切實地為機械零件的制造品質的把控帶來了科學合理的保證，體現出了機械零件精密加工制造優勢。使用沖壓模具進行機械零件加工是一類先進的相關零件加工制造模式，現階段行業內相關零件制造過程中發揮了非常關鍵的使用價值，使用現代沖壓模具進行機械零件加工可以提高相關零件品質，為整個領域生產加工精度提高打下了堅實的基礎。而且在現代沖壓模具使用過程中，可以依據相關機械加工技術生產實踐過程中的需求，第一時間改進相關機械加工技術使用模式，體現出相關機械加工技術使用優勢，為機械行業制造能力的總體把控給出了相應的保障。相對于現代沖壓模具在相關行業內相關零件精密制造成型過程中的使用進行研究，實際價值體現在遵循當下國內相關領域內機械制造成型過程中的實際需求，把現代沖壓模具投入到在相關零件精密加工制造過程中的措施得當，進而體現出使用沖壓模具技術的優勢，為機械加工制造行業生產能力提高打下堅實的基礎。

【關鍵詞】沖壓模具;金屬材料;熱處理工藝

引言

沖壓模具是知識密集型、技術密集型產品，是關鍵的沖壓生產工藝設備，屬于高新技術領域，被各國競相爭奪。同時，隨著我國航空制造業、工業企業的規模化、快速化發展，對沖壓模具的需求量也在逐年遞增。本文主要對沖壓模具常用金屬材料及其熱處理工藝做論述，詳情如下。

1新型金屬材料概述

在當前新型金屬材料發展過程中，記憶合金材料以及儲氫合金材料已經成為了新型金屬材料中的代表。首先，記憶合金材料。記憶合金材料最大的特點就是具備一定的記憶能力，而且記憶合金材料在機械制造中，可以生產為金屬絲，具備一定的形變能力，而且能夠在一定作用力的情況下可以恢復成原本的形狀。一般，記憶合金材料在機械制造中進行應用，要想恢復原形，則可以通過運用高溫技術對其進行處理。而且，記憶金屬材料在具備一定的記憶能力后，在生產過程中，能夠在各大行業中得到應用。例如：電氣工程以及航空航天等行業。不過，要想確保以及金屬材料在使用的過程中能夠發揮出功能，那么久必須對高溫處理技術加以重視，從而也說明了記憶合金材料在應用中存在著不穩定的特性，極為容易受到穩定的印象，因此，在對記憶合金材料使用的過程中，必須要對周圍的溫度加以進行控制，避免溫度發生變化，而無法發揮出記憶金屬材料的作用。其次非晶態合金材料。非晶態合金材料具備一定的強度以及硬度，而且具備抗腐蝕效果，電阻率也相對較高，該金屬材料一般應用在電氣設備機械制造中。而且在實際的應用中可以有效得解決變壓器內的鐵芯材料問題，可以為電氣設備的制造功能提供良好的保障作用。

2沖壓模具常用金屬材料及其熱處理工藝

2.1車輛A柱加強板熱沖壓工藝的NSGA-II多目標優化

車身輕量化設計是減少油耗和降低環境污染的重要手段，而鎂、鋁等新材料的性價比遠低于鋼鐵材料。超高強度鋼在滿足輕量化和碰撞要求的同時，其極高的硬度也給加工帶來了困難。高溫狀態下的熱沖壓工藝是高強度鋼加工的有效手段，而沖壓工藝參數嚴重影響沖壓件質量，因此，研究熱沖壓工藝優化對提高沖壓件質量具有重要意義。汽車沖壓工藝的研究主要集中在數值擬合和工藝優化兩個方面。工藝優化方法包括組合優化法和搜索優化法等：組合優化法是使用正交實驗等對不同參數進行組合，獲得最佳的參數組合的方法，此類方法的優點為工藝參數一定可用，缺點為組合方式有限，參數一般并非最優參數;搜索優化法是在參數變化范圍內進行搜索，其優點為搜索的參數一般為最優參數，缺點為參數可能不可用，需要進行微調。熱沖壓過程中，由于板料溫度不均、模具與板料之間的摩擦影響，使得熱沖壓件局部存在起皺或減薄問題，過大的減薄會導致沖壓件開裂，而起皺是局部區域的疊料問題，減薄和起皺均會嚴重影響沖壓件性能，是嚴重的沖壓成形質量問題。

2.2新型金屬材料在沖壓模具加工中的應用

在機械制造的過程中對沖壓模具的應用也非常廣泛，因沖壓模具本身必須要能夠滿足特定條件下機械加工需求，對模具制造出的產品綜合性能也有很高的要求。現有的很多沖壓模具，其材料本身對抗壓能力、耐熱性、耐溫度變化等方面也有非常高的要求，這些都需要以材料的良好性能做支撐。目前機械制造過程中常用的主要的沖壓模具材料，有沖裁模材料、冷壓模材料、拉伸模材料等幾個大類。相對于傳統的金屬材料而言，新型金屬材料在中央模具的制造方面具有顯著的優勢，尤其是現在很多曲面的沖壓模具本身在抗壓性、抗沖擊性、耐高溫等方面要求非常嚴格，這類沖壓模具材料的制作一般選擇一些鍛造鋼類合金材料，這類材料的性價比非常高，比純鋼材料本身承載能力更強，而且新型金屬材料在耐受力和扛強拉身形變等方面呈現出了顯著優勢，因而新型金屬材料在沖壓模具零部件生產制造中有非常廣泛的應用空間。尤其是在數字化加工的過程中，新型金屬材料表現出極大的加工優勢，很多沖壓模具都可以一次成型，極大地提升了生產效益。

2.3熱處理工藝對鉬金屬板材組織和性能影響

金屬鉬是一種硬而堅韌的難熔金屬，熔點高達2620℃，具有良好的耐腐蝕、抗蠕變和抗熱震性，被廣泛應用于航空航天、核工業及電子產業。鉬及鉬合金常通過粉末冶金制備，避免傳統工藝制備工序復雜的同時保證了鉬及鉬合金的成分及成品質量。其體心立方結構和塑脆轉變溫度高，嚴重影響了鉬和鉬合金的成型加工性能及由資源向鉬成品轉化的經濟效益。成型加工中常使用鍛造和軋制手段進行變形，但是會造成嚴重的加工硬化。熱處理工藝能簡單有效地改善鉬金屬在加工過程中的殘余應力、加工硬化等不利影響，提升產品的質量與性能。鉬中摻入Ti、Zr、La等元素，會在亞晶界或晶界處形成碳化物或氧化物，改變微觀組織，提升了再結晶溫度，熱處理后斷裂方式從脆性斷裂轉變為韌性解理斷裂，提升了鉬合金的綜合力學性能。

結語

總之，新技術下金屬材料成份分析技術的應用，能有效彌補傳統金屬材料成份分析技術的不足，促使技術、設備變革，這就需要相關企業和工作人員提高創新意識。除此之外，要求管理人員做好所有部門協調工作，同時加強行業間的交流，編制相應的加工方法，旨在有效發揮出金屬材料成分分析技術的作用，為促進各行業發展提供支持。

參考文獻：

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（作者單位：河南工學院材料科學與工程學院）