国外材料加工技术动向(之二)

   2020-09-01 互联网中国铸造网11630
核心提示:温锻温锻是介于冷锻和热锻之间的一种锻造工艺,成形温度区间一般在650℃~900℃。相比于冷锻成形,温锻成形

温锻

温锻是介于冷锻和热锻之间的一种锻造工艺,成形温度区间一般在650℃~900℃。

相比于冷锻成形,温锻成形可应用于变形抗力相对较高的中碳钢和部分合金钢。此外,某些室温下延伸率很低的金属难以采用冷锻成形,温锻可以很好地克服这一缺点。因此,可认为温锻是冷锻应用的一个拓展。此外,冷锻成形存在严重的加工硬化现象,工件内部残余应力大,后续加工中常须进行去应力退火以消除加工硬化,而温锻成形可省略此类热处理工序。因此,温锻在中碳钢和合金钢的精确成形方面有较大的优势,近年来得到了较快的发展。

温锻具有尺寸精度高、材料利用率高、零件表面质量高、后续加工量较小的特点。

温锻工艺可使截面形状较为复杂的零件成形。温锻经常与冷锻结合使用。这是因为一些材料在常温下不能进行大的塑性变形,经过适当的升温,通过温锻可获得近似终成形零件的预成形坯,然后在室温下冷锻整型。采用温锻预成形使可成形用的材料范围扩大,然后通过冷锻整型使零件的尺寸精度和表面质量得到保证。因为整型时零件的变形量很小,所以对材料的塑性变形能力要求较低,所需的变形力也较小,温锻与冷锻结合可在保证锻件质量的前提下大大拓宽冷锻的应用领域。

应当指出,在温锻成形中,广泛采用分流法和积极摩擦法。如采用积极摩擦成形了直齿齿轮,为了减少模具的弹性变形,采用了先温锻、后冷锻的成形工艺。

此外,在温锻成形的热力学、摩擦学方面也有研究,得到的结论如下:温锻成形时考虑到模具寿命和强度,工件与模具之间的温度梯度应控制在250℃左右;温锻成形时应施加良好的润滑剂,合适的摩擦系数应低于0.1。

板材热冲压技术

将板材热冲压与随即淬火相结合是一种充分利用材料潜力的新工艺。汽车的防撞件,如保险杠、门内防撞梁和车身边梁等就是采用热冲压成形的。应该指出,采用热冲压的钢是极易淬火的含少量硼的低碳钢,这类钢的成分特点是在C-Mn钢的基础上添加硼。硼只有固溶在钢中才能起到强化的作用。硼与氧、氮都有强烈的化学亲和力,因此在钢中添加硼时须添加一些强氧化物和氮化物形成元素,如铝、锆和钛等。固溶的硼偏析在奥氏体晶粒边界,延迟了铁素体和贝氏体的形核,进而增大了钢的强度。

热冲压用钢板有22MnB5(不带涂层)和Usibor1500(带有AlSi涂层)。其中Usibor1500的涂层材料为Al(90%)和Si,涂层厚度为25μm。Usibor1500具有优良的焊接性能(点焊、MIG、MAG)、抗撞击性能和抗腐蚀性能。

带有AlSi涂层的热冲压钢板在成形过程中有以下特点:加热炉中无须充入保护气体;钢板表面无脱碳;成形后制件表面无氧化皮,后续无须喷丸处理。Usibor钢热冲压前强度极限为600MPa,热冲压后的强度可达1500MPa。强度如此大幅度增强的原因在于将热冲压与随后的淬火相结合。热冲压的其他特点有回弹量极小、材料塑性好、可成形复杂制件等。在欧洲,2003年有7款车的B柱用不带涂层的22MnB5热冲压生产,2009年采用热冲压生产B柱的车超过20款,其中用带涂层的Usibor1500已超过70%。

(钢讯)


 
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