高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品的優(yōu)化研究

吳錦江 王宜 李燕龍

摘 要 高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品，通過(guò)合金優(yōu)化，設(shè)計(jì)并制備了不同成分的球墨鑄鐵試樣，研究合金元素對(duì)球墨鑄鐵微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究得出球墨鑄鐵中加入合金元素的成分比例，該項(xiàng)成果對(duì)于汽車(chē)模具的生產(chǎn)具有重要意義。因此，希望通過(guò)本文的研究，對(duì)其具體的優(yōu)化途徑有深層次的認(rèn)識(shí)與了解。

關(guān)鍵詞 高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具;產(chǎn)品;優(yōu)化

1高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品項(xiàng)目實(shí)施的先進(jìn)性分析和可行性分析

致力于高耐磨、優(yōu)淬火產(chǎn)品的性能研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)，為了解決模具材質(zhì)的生產(chǎn)可實(shí)施性，自主研究開(kāi)發(fā)了一款可同步添加孕育劑的設(shè)備—隨流孕育機(jī)。通過(guò)預(yù)防和降低降溫等待過(guò)程中出現(xiàn)的孕育衰退問(wèn)題，從孕育劑的添加的時(shí)機(jī)入手，在改進(jìn)隨流機(jī)的添加過(guò)程中，設(shè)計(jì)了幾種可調(diào)節(jié)的工作頻率，可控制隨流機(jī)與鐵水澆注同時(shí)開(kāi)始、同時(shí)結(jié)束。保證了孕育劑添加的均勻性。在高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具領(lǐng)域有著成熟的應(yīng)用案例，在產(chǎn)品性能和操作上完全可以替代進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品，不但能節(jié)約投入和維護(hù)成本，而且可以解決進(jìn)口產(chǎn)品配件價(jià)格昂貴、供貨周期長(zhǎng)、售前和售后服務(wù)跟不上等問(wèn)題，具有良好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景[1]。

2高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品的優(yōu)化處理

2.1 實(shí)施內(nèi)容

（1）技術(shù)創(chuàng)新：通過(guò)合金優(yōu)化，設(shè)計(jì)并制備了不同成分的球墨鑄鐵試樣，研究合金元素對(duì)球墨鑄鐵微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究得出球墨鑄鐵中加入合金元素的成分比例，該項(xiàng)成果對(duì)于汽車(chē)模具的生產(chǎn)具有重要意義。積極與科研院校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新模具，改善產(chǎn)品性能，增加產(chǎn)品種類(lèi)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

（2）擴(kuò)大產(chǎn)能：新增生產(chǎn)線(xiàn)與研發(fā)設(shè)備，提高產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)銷(xiāo)售收入達(dá)到4億，綜合能力及產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模位居行業(yè)前列。

（3）平臺(tái)建設(shè)：組建企業(yè)技術(shù)中心，不斷完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)與高校的技術(shù)交流，開(kāi)展與原材料、地產(chǎn)公司等上下游公司的產(chǎn)業(yè)化合作，帶動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。

2.2 技術(shù)路線(xiàn)

高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品主要是通過(guò)先進(jìn)的冶煉技術(shù)來(lái)生產(chǎn)的一種代替工具鋼的鑄鐵產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝是通過(guò)對(duì)原鐵水進(jìn)行合金化處理，在原有普通球鐵的基礎(chǔ)上加入一定量的特殊合金，確保C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Mo以及其他的一些微量元素都在要求的控制范圍之內(nèi)，保證其機(jī)械性能。在將原鐵水溫度控制在1520℃偏差不超過(guò)10℃的情況下進(jìn)行球化處理和孕育處理。鐵水球化選擇1.4%的球化劑進(jìn)行球化，在鐵水出到一定量的時(shí)候投放0.1%的孕育劑進(jìn)行孕育。將鐵水包從爐前移動(dòng)到需要澆注的型箱處，保證溫度在1400℃左右時(shí)進(jìn)行澆注。澆注時(shí)，隨流同步添加0.2%的孕育劑，避免了爐前孕育的提前衰退，提高了球化率和珠光體率。其技術(shù)路線(xiàn)見(jiàn)圖1所示。

2.3 關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)

（1）利用先進(jìn)的冶煉技術(shù)，對(duì)原鐵水合金化處理，控制微量元素含量，再進(jìn)行球化處理和孕育處理，澆注時(shí)，隨流同步添加0.2%的孕育劑，提高球化率和珠光體率。最終的淬火結(jié)果基體性能接近工具鋼的性能[2]。

（2）普通的球墨鑄鐵產(chǎn)品，淬火層的深度為0.5～2.5mm。在使用中可能會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)的性能受限制。但是該類(lèi)產(chǎn)品的淬火性能淬火后，自然空冷的淬火硬度要達(dá)到HRC53±3，淬火后的硬度、深度滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)要求。

（3）相比于傳統(tǒng)的鑄鐵產(chǎn)品，該類(lèi)產(chǎn)品的球墨數(shù)量更多，尺寸更小，使用壽命長(zhǎng)。具有良好的機(jī)械性能以及淬火性能，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，產(chǎn)品鑄鐵切刃，可保證30萬(wàn)次的沖壓測(cè)試。

3高性能球鐵用汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品的作用

3.1 節(jié)能降耗

公司專(zhuān)攻高端產(chǎn)品，堅(jiān)持走低能耗科技創(chuàng)新型的發(fā)展道路，不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔能源和原料、采用先進(jìn)工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理等措施，并在全公司宣傳清潔生產(chǎn)的重要性，節(jié)約原材料與能源，淘汰有毒有害原材料，有效降低了能源消費(fèi)及污染物的排放，完成節(jié)能減排任務(wù)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)[3]。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

研發(fā)出性能優(yōu)異的汽車(chē)沖壓模具產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并且合格率在95%以上。產(chǎn)能達(dá)10000噸，銷(xiāo)售收入達(dá)到1.2億。綜合能力及產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模位居行業(yè)前列，我公司將不斷研制新產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新技術(shù)新工藝。

4結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)來(lái)看，通過(guò)此項(xiàng)目的實(shí)施，公司將增加年產(chǎn)能和銷(xiāo)售收入，確立在國(guó)內(nèi)汽車(chē)模具行業(yè)領(lǐng)先的地位;實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的新產(chǎn)品、新工藝，引領(lǐng)國(guó)內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品與工藝發(fā)展方向，大幅擴(kuò)大國(guó)際市場(chǎng)尤其是高端市場(chǎng)的份額。

參考文獻(xiàn)

[1] 范沛然，王翠峰.基于RFID的汽車(chē)沖壓模具生產(chǎn)管理方法改進(jìn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019，（6）：214-217，220.

[2] 楊波.汽車(chē)零部件沖壓模具若干問(wèn)題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，（4）：67-68.

[3] 曾云.國(guó)內(nèi)汽車(chē)沖壓模具設(shè)計(jì)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，（24）：236.