成形工具改进

如果人们遇到“钢材”这个词汇，就如同遇到了“高强度”这个词汇。

市场上，尤其是汽车工业，对于高强度钢材的需求越来越强劲，并需要更好的性能和经济性。但是，加工过程中产生的磨损却比较严重。加工高强度钢材的常规刀具的使用寿命需要多长？尽管这些刀具表面通常都有昂贵的涂层，但是其使用寿命却不够长。直到使用新式的工具钢才能确保刀具拥有比较经济的、较长的使用寿命。例如，经过热处理之后刀具上的“集成式涂层”还能继续用于加工。

人们现在谈到了一种集成的涂层。其思路是在生产粉末冶金材质工具钢的时候单独增加一道加工工序，在工具钢里面加入氮元素，其作用和碳元索类似。这样可以得到碳氮共渗体，而不是碳化物；与碳化物相比，其优点在于这神材料具有了一种“陶瓷性能”，硬度更高，抗附着能力也更强。同时这种材料还具有一种与涂层类似的特殊的表面特性。由于这种特殊的表面特性，润滑剂可以更好地附着在刀具表面，并减少附着磨损的产生。许多实验都已经验证了这种材料的效果，其应用范围可以从特高硬度钢板一直到非常耐磨的镍质冲模。添加了集成徐层的刀具材料不仅可以降低成本．还具有很多其他的优点。用这种材料制造的刀具在热处理之后还能改变的尺寸(而常规涂层不允许在热处理之后再进行尺寸加工)，并且还能对其表面进行抛光，从而提高表面质量。此外，集成涂层不会崩裂，因此也不会中断生产。

利用刀具基材表而的疲劳现象可以减少切削刃的崩裂。这也是为什么常规涂层并不能单独解决加工高强度钢板时产生的所有问题的原因。基材的特性具有决定性意义．这样才能使整个刀具达到较高的延展性和抗压强度。接下来才是刀具的耐磨性，耐磨性对于大批量生产具有很重要的意义。因此．就刀具材料角度而言我们目前找到了两个解决方案。如果仅仅是与延展性问题相关，那么Uddeholm 公司利用“高压电熔炉渣工艺”(DESU)生产的一种名为“Caldie”的材料是解决这类问题的首选。这种金属的延展性比低合金度的粉末冶金钢要高。生产商可以通过改善钢材的化学化合过程来达到较高的延展性。从冶金学角度而言、Uddeholm公司的Caldie材料是一种工具钢组合。这种材料当然要有较高的耐磨性。在这一点上，两种方案都已经做好了准备，将现有的“Vanadis 4”钢材继续开发为代号为“Vanadis 4 Extre”的钢材。这种材料具备了适用于高强度钢板成型加工的特性组合。这种工具钢具有很高的延展性、很好的抗压强度和轻微的磨损；不仅仅具有较高的强度，而且在许多特性组合方面都具备优势。

两种钢材都可以进行涂层加工，这样就可以满足不同特殊的技术要求。由于考虑到可以使得材料具有较高的疲劳强度，因此涂层加工依然具备较高的总体经济性。

例如，如果人们对比新旧两代Volvo S40轿车所使用的高强度钢板的比例，就能很清楚地明白这一点。上一代的S40轿车总共使用了36.4%的高强度钢板，其余的都是常规的钢板。尽管新一代的S4O轿车中高强度钢板的使用比例降低为31.3%，但是使用的超高强度和特高强度钢饭的使用比例却达到了22.8%。也就是说，新一代S40轿车所使用的高强度钢板的比例总共已经达到了54.1%。不过需要指出的是，到目前为止对于高强度钢板和特高强度钢板还没有一个统一的定义。最常见的定义就基由Volvo汽车公司和SSAB联合发市的标准，根据这个标准高强度钢板的强度应为340～60OMPa，超高强度钢饭的强度应为600～800MPa，特高强度钢板的强度至少应为800MPa。加工这些钢板就意味着面临许许多多新的挑战。为了能够加工新的高强度钢材．首先就需要在压机上施加更高的压力，并相应改变刀具的设计。同时还要提高刀具的“进给”速度，以便减少工位的数量，提高经济性。另外还要减少“危险”的润滑剂的使用，或者干脆完全停止使用润滑剂。

成形加工是用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形加工工具使工件成形的加工方法。

中文名称

成形加工

英文名称

forming

定　　义

用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形加工工具使工件成形的加工方法。

应用学科

机械工程（一级学科），切削加工工艺与设备（二级学科），切削加工工艺-切削加工方法（三级学科）

精密成形技术简介

机械构件的加工，首先要制造毛坯。再经切削、磨削等工序，才能得到符合设计要求的产品。毛坯到产品的传统加工方法，材料、能源、时间的消耗都很大，还会产生大量的废屑。废液及噪声污染。而精密成形技术可极大的改变这种状况。　利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、他变等物理化学变化，按预定的设计要求成形机械构件，目的在于使成形的制品，达到或接近最后要求的形状或尺寸——这就是精密成形技术。它是现代技术（计算机技术、新材料技术、精密加工与测量技术）与传统成形技术（铸造、锻压、焊接、切割等）相结合的产物。不仅可以提高材料的利用率，减轻污染，还可使构件材料获得传统方法难以获得的化学成分与组织结构，从而提高产品的质量与性能。精密成形技术是生产高技术产品（如计算机、电于、通讯、宇航、仪表等产品）的关键技术。

精密成形技术精密成形技术分类

精密成形技术精密成形技术发展趋势

产品的复杂化、精密化和质量优化；工艺设计的模拟化、准确化；模具模样设计制造技术的CAD/CAM一体化。目前某些中小零件的精密成形已达到不经切削加工或加工余量极小。国际机械加工技术协会预测，下世纪初，精密成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。

精密成形技术在工业发达国家已得到广泛应用，通过与先进工艺设备、检测手段配合，已形成不同档次的精密成形制造单元，并普遍取代了传统的成形工艺及设备。

今后一段时期，中国将以汽车工业为主要应用对象，结合典型零件进行精密成形技术的开发，并形成应用于生产的成套技术。重点一是提高轿车生产装备的国产化比例，二是提高轿车零部件的国产化比例。