今天給各位分享高韌性、高軟化抗力的熱擠壓模具用鋼KDA1的知識，其中也會對預計市場對鑄造改性材料的需求會進一步提高「圖」進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、高韌性、高軟化抗力的熱擠壓模具用鋼KDA1

2、預計市場對鑄造改性材料的需求會進一步提高「圖」

3、沖床模具常見的兩種定位方式？

高韌性、高軟化抗力的熱擠壓模具用鋼KDA1

　　高韌性是防止熱擠壓模具產生裂紋的重要特性。

　　有研究指出，模具鋼的夏比沖擊值在20J/cm2以上時，模具基本上不發生大的裂紋。

　　因此，為延長熱擠壓模具的壽命，必須提高模具鋼的韌性。

　　日本高周波鋼業在開發的KDA1鋼中添加了Mo、V，并且優化制造工藝，實現了KDA1的高韌性化。

　　圖1比較了不同鋼種的夏比沖擊韌性，結果顯示，硬度為48±1HRC的KDA1試樣心部夏比沖擊值約為SKD61的1.8倍。

　　淬火冷卻速度不夠時，淬火鋼的韌性大幅度下降。

　　SKD61的淬透性水平有導致模具心部韌性下降的可能性。

　　KDA1制的14in以上的大型模具淬火后，中心部位仍具有高韌性。

預計市場對鑄造改性材料的需求會進一步提高「圖」

　　2、制模階段：根據零件圖紙制作模具和芯盒，單間用木模，大批量用塑料或金屬模，根據復雜程度一般需要2-10天不等。

　　3、造型（制芯）階段：包括了造型（用型砂形成鑄件的型腔）、制芯（形成鑄件的內部形狀）、配模（把泥芯放入型腔里面，上下砂箱合好）。

　　4、熔煉澆注階段：按照所需金屬成分配比好化學成分，用熔化爐熔化金屬，形成合格的液態金屬液（包含成分合格，溫度合格）。

　　5、清理階段：金屬凝固后，拿錘子去掉腳口并敲掉鑄件的砂子，噴砂。

　　當我們有了砂型3D打印機后，不管是簡單的還是復雜的模型，通過軟件設計好砂型和砂芯，打印機直接將砂芯模具打印出來，簡單安裝后就可以直接進行鑄造。

　　與傳統的砂型鑄造流程相比，引入砂型3D打印機取代了傳統的制模、造型、制芯工藝，工藝難度降低，對技術工人的工藝水平依賴性有了極大的降低。

　　而且砂型3D打印機可以打印更為復雜的砂型和砂芯，解放了設計自由。

　　因為直接打印砂型和砂芯，所以鑄造周期極大縮短，設備與人員成本也降低了很多。

　　上篇我們簡紹了3D打印砂型鑄造彌補傳統砂型鑄造的劣勢，那么砂型3D打印機的成型原理是什么樣子的呢，本章我們就來看看這種技術的成型過程。

　　目前市場上主流的砂型3D打印機有兩種，一種是密閉腔體龍門結構的，另一種是開放式機械臂結構，兩種類型的成型原理相同，現在我們以機械臂式的為例來看看它的工作過程。

　　整套系統由7個部分組成，1、機器人控制器2、料斗3、構建平臺4、構建平臺支架5、落沙收集箱6、落沙導流板7、主機電腦。

　　打印機開始工作前先將鑄造砂與催化劑按一定比例混合好，添加到料斗中，主機電腦切片軟件將CAD模型分層切片。

　　打印開始，噴頭移動到料斗出料口，出料口給料閥自動將材料輸送到打印頭中。

　　加料完成后，打印頭移動至打印平臺左上方，與平臺保持固定高度，由左到右移動并鋪設第一層鑄造砂，鑄造砂鋪設完成后表面并沒有平整，所以機械臂帶動打印頭從最右端向左移動，這個過程中打印機噴頭下方的刮板會將沙子表面刮平，樹脂噴頭在需要粘結固化的位置噴射樹脂，樹脂與沙子中的催化劑反應固化，第一層打印完成。

　　如此往復，每打印一層機械臂帶動噴頭上升一層繼續打印下一層，直到完成整個模型的打印。

　　最后將沒有固化的沙子刷到落沙收集箱就得到了打印模型。

　　與傳統的砂型制造相比，砂型打印機打印的模型精度可提升一個數量級。

　　造成鑄件變形缺陷的原因有很多方面，如鑄件結構設計不當；鑄件頂出不平衡；模具溫度不平衡等。

　　變形缺陷對鑄件質量的影響主要表現在以下幾個方面：1）影響鑄件的尺寸精度；2）影響后續的機加工，變形量過大可能導致鑄件有些面加工過深，有些面加工不到。

　　3）對于加工過深的部位，由于壓鑄件表面致密層被去掉而使鑄件內部的孔洞缺陷（如氣孔、縮松等）外露，影響到鑄件外觀及密封性能（針對有密封要求的零件）。

　　方法二：增加鑄件的加工余量：對于需要機加工的零件而言，則是增加鑄件的加工余量，保證鑄件在機加工后能達到規定的尺寸精度。

　　對于該方法而言，其帶來的后果是顯而易見的。

　　增加加工余量，相當于增加了鑄件壁厚，壓鑄時鑄件內部缺陷如氣孔、縮松出現的幾率增加；同時鑄件機加工后孔洞缺陷外露的概率也增加。

　　因此增大加工余量對于解決壓鑄件的變形而言，是一個適得其反的措施。

　　方法四：熱矯形技術：在機加工前進行矯形，使鑄件降低到規定的變形量以下，以保證所有機加工面有足夠的加工余量。

　　壓鑄件熱矯形的工作原理是利用鑄件剛出模時溫度較高（200℃左右）、塑性較好的特點，通過機器及矯形模具對其強制加壓，以降低變形量。

　　另外，考慮到矯形后鑄件從高溫冷卻到室溫的過程中很容易出現反彈，所以熱矯形的同時需對鑄件強制冷卻。

　　熱矯形基數的局限性：1）熱矯形技術比較適合于對產品平面度有要求的壓鑄件矯形，而對于鑄件內腔尺寸的變化，目前暫時還沒有取得好的效果。

　　2）熱矯形技術只能解決平面度變化在2mm以下的變形量。

　　3）熱矯形技術需要投入專用的熱矯形機器及模具，一般投入達到10萬元甚至更高，對于量小的產品或人力成本低的地區并不適用；4）由于熱矯形過程中需要水冷，因此在低溫潮濕天氣條件下，產品表面容易出現發霉的現象。

　　在進行變形補償計算之前，首先要獲得準確的應力與變形計算結果。

　　鑄件在澆注過程中，液態金屬在凝固和冷卻過程中產生的熱應力對鑄件的變形影響是非常大的。

　　熱應力使冷卻較慢的厚壁處受拉伸，冷卻較快的薄壁處或表面受壓縮，鑄件的壁厚差別越大，合金的線收縮率或彈性模量越大，熱應力越大。

　　定向凝固時，由于鑄件各部分冷卻速度不一致，產生的熱應力較大，鑄件就容易出現變形。

　　在鑄造過程中，應力通常包含熱應力，機械應力和相變應力。

　　對與鋁合金或鋁鎂合金，前兩種應力占據的比分最大。

　　Cast-Designer的應力模塊能分析鑄造過程中的熱應力與機械應力，及相應的應力變形。

　　熱應力體現在凝固和冷卻過程中的傳熱與熱分布，而機械應力則表現為開合模過程中模具的約束與后續的幾何約束。

　　Cast-Designer的應力計算可采用多種材料模型，如剛性材料、彈性材料、彈塑性材料和更復雜的彈粘塑性材料模型。

　　基于有限元法技術，Cast-Designer能夠在同一個網格模型中，進行熱、流動、應力的三場全耦合分析，從而獲得更高準確度的計算結果。

　　由于同時考慮了熱應力和機械應力的影響，對模具的約束與脫模的影響都能完整分析。

　　以下是某汽車鑄件，產品尺寸為438X350X145mm，平均壁厚3.5mm。

　　由于產品左側結構簡單，且壁厚比較薄而右側結構復雜、產品壁厚較大，產品在凝固過程中，極容易產。

　　因此為保證產品加工后氣孔不外露，產品大面的加工余量預留0.8mm。

　　如圖一，試驗按不同批次隨機抽取6件，在未經過任何矯形的情況下，鑄件平面度差值達到0.8mm，變形量非常大。

　　此時，鑄件平均溫度約為400度，然后在冷卻水中激冷。

　　在59.3秒，鑄件自然冷卻至室溫（30度）。

　　如圖二，為等效應力隨時間變化云圖，可明顯觀察到有應力釋放的過程。

　　對2號、3號和4號鑄件的平面度進行分析并與模擬結果進行比對，如圖三。

　　紅色為2號測試件的平面度測量結果（分別對應22個測量點），綠色為3號測試件的平面度測量結果，紫色為4號測試件的平面度測量結果，淺藍線為模擬的結果。

　　圖三，零件平面度分析（模擬結果與實際測量結果比較）。

　　在模具設計與制造過程中，型腔都會考慮鑄件凝固過程中的收縮而設置一定的補縮量，或稱為“縮水”，但有些情況下，簡單地整體放大縮水并不合適，后加工量將大大增加。

　　例如，立方形的復雜缸體，鑄造后容易產生一個面往外凸，另外一個面往外凹的變形，并非整體收縮變形。

　　又如，幾何結構細長，同時存在薄壁、筋多、特征復雜的鑄件，會產生扭曲變形，并非整體收縮。

　　針對這些情況，Cast-Designer的變形補償功能，將“被動”預測變形的方式，徹底地改變為“主動”補償變形的方式。

　　把變形后的鑄件，往反方向補償一定比例的修正尺寸。

　　通過多次自動的迭代計算，讓鑄件在變形后，接近實際需求的尺寸精度，減少后加工量。

　　圖四，反方向補償一定比例的修正尺寸，讓鑄件在變形后，接近需求的尺寸精度。

　　為了修正鑄造過程中鑄件的變形和扭曲，在模具設計與制造過程中，通常會考慮采用變形逆向補償的方法，但是，對于幾何復雜的鑄件，該方法需要豐富的經驗，且具有很高的風險。

　　有鑒于此，Cast-Designer開發出全新的變形補償求解器DCS(DistortionCompensationSolver)。

　　借助于DCS，用戶能模擬鑄造中的變形情況，并根據用戶定義的公差要求，通過多次自動迭代的方法，逐步實現對鑄件變形進行補償，最終獲得滿意的接近公差要求的鑄造產品。

　　如前所述，準確的應力計算與鑄件變形預測是補償技術的基礎。

　　對于高壓鑄造，熱應力和機械應力都必須進行考慮。

　　而且由于零件形狀的復雜性與最終產品的精度要求，有限元方法是目前唯一能接受的分析方法。

　　在分析中，還可以考慮模具的熱平衡和冷卻水道等對鑄造產品變形造成的影響，因此應力分析的模型應該盡可能的準確和細致。

　　變形補償的計算通常采用迭代的方法，在獲得上次變形和扭曲的基礎上根據補償系數調整下一次的補償量，進而對網格座標進行修正。

　　修正網格時，同樣要采取多次迭代的方法，以保證網格的質量和連續性。

　　同時與鑄件接觸的模具網格座標也要進行修正。

　　由于模具的幾何形狀非常復雜，進行網格修正時必須考慮網格穿插或畸變等因素。

沖床模具常見的兩種定位方式？

　　1、每次調節定位標尺，都需要松動兩個固定螺牷，還需重新固定沖床模具，這不僅給操作帶來很大麻煩，還影響模沖床具精度。

　　2、由于三個定位板與結構的原因，在實際沖壓使用中容易被材料撞擊發生轉動，導致材料加工尺寸出現誤差，因此需下松動螺栓進行調節，故影響沖床沖壓效率及精度。

那么以上的內容就是關于高韌性、高軟化抗力的熱擠壓模具用鋼KDA1的介紹了，預計市場對鑄造改性材料的需求會進一步提高「圖」是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。