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本文導讀目錄：

1、「MFC推薦」制造｜熱沖壓成型工藝成本分析

2、技術控請收藏：吸塑包裝的生產技術都在這里！

3、汽車沖壓模具常用的表面處理方法

「MFC推薦」制造｜熱沖壓成型工藝成本分析

　　22MnB5是熱沖壓技術最為常用的鋼種，通常，熱沖壓前其組織為鐵素體+珠光體，抗拉強度約600MPa，經熱沖壓后組織為全馬氏體，抗拉強度達約1500MPa（見圖2a）。

　　眾所周知，C含量對材料淬火后的強度影響較大，而Mn、Cr等元素的影響較小。

　　在調整好元素后，通過柔性化的冷卻速率便可獲得期望的相變和硬化效果，其中B元素對硬化的貢獻較大，它能減緩奧氏體向軟相（鐵素體）轉變，即提高淬透性。

　　說到一種工藝的成本，我們首先要知道的是這種工藝的工序步驟，如下圖，熱沖壓的工序步驟：開卷落料加熱熱沖壓成型激光切割。

　　將高強度鋼板加熱到900℃以上，快速輸送到壓機上，在材料具有高延展性的時候進行熱沖壓成形。

　　水冷卻模具確保零件快速冷卻，得到完全的馬氏體組織，具有高抗拉強度。

　　由于零件的超高強度，后續工序采用激光切割進行修邊和切孔。

　　熱沖壓中加熱和沖壓在一條流水線完成，其中加熱爐的長度約在30m50m，沖壓機噸位在800T1200T左右，占地面積約500平米800平米，功率1600千瓦2000千瓦，投資約6000萬到1億人民幣。

技術控請收藏：吸塑包裝的生產技術都在這里！

　　常用的吸塑材料有PVC(約占50%，密度為1.36g/cm3)、PS(約占30%，密度為1.06g/cm3)、PET(約占10%，密度為1.39g/cm3)、PP(約占10%，密度為0.92g/cm3)。

　　其中PVC最大的厚度一般為0.8mm，PS一般可達1.2mm，超過此厚度的膠片難拉，容易造成設備的損傷。

　　吸塑模具可分為下模、上模、刀模，以下分別進行介紹。

　　一般的吸塑一模開多個，在成形后，需要根據產品的尺寸和形狀裁成成品，而裁成成品的工序即為沖床，所用的模具即為刀模。

　　刀模根據材料和制作工藝的不同可分為三種：鐵刀、木樣刀、激光刀模。

　　其中鐵刀較厚，一般可做成形狀較規則的刀模，如矩形、橢圓形等形狀，不適合做太過彎曲的形狀。

　　木樣刀所用的刀片即彩盒用的啤機刀模，需要根據產品的高度疊加一定的層數，有時還要墊下墊。

　　對于要求精度較高的刀模，可制作激光刀模，與木樣刀相類似。

　　刀模做成后，需要定位的產品一般還要在刀模中固定一個成品，在沖產品時方便定位。

　　不需要定位的產品，如無邊的吸塑產品，一般用鐵刀做刀模。

　　吸塑尺寸的得來可分為三種：按照客戶樣品復制(制模叫復模)、根據圖紙制模、根據實物自行設計。

　　因為吸塑的形狀一般根據實物定制，故形狀多不規則，圖紙制作時有很多尺寸不準確或不能標注出，故根據圖紙制作時存在的偏差較大。

　　一般厚度公差為0.1mm，產品偏差為±2mm。

　　3.同一模具因材料、吸塑溫度不同造成的厚度偏差。

　　4.厚度的公差視具體情況而定，同一面積被拉得越大，此塊厚度變得越薄。

　　不同的操作人員，不同的溫度也會使同一部位的厚度不同。

　　以上原因中，第一條是造成尺寸公差的最主要原因，但因模具可以修改校正，故吸塑的偏差一般可控制在2mm以內。

　　需要特別說明的是，材料厚度比成品厚度小兩個號(0.05mm)。

　　雖說存在當成品表面積比材料表面積大得多時，成品的厚度會比材料的厚度小得更多，成品表面積比材料表面積大得多，成品的厚度會比材料的厚度小得多這些現象，但總體上來說，一般差距為0.05mm。

　　吸塑是很明確的“量體裁衣”的產品，如要尺寸合適，必須取實物來試裝。

　　凡用模具沖壓成形的產品均需要在設計時設置拔模斜度，吸塑也是同樣。

　　拔模斜度會造成上表面的尺寸比下表面的尺寸小，如吸塑放在一個盒子內，上表面與盒壁之間會有間隙。

　　當拔模斜度相同時，間隙的大小與高度有關，計算公式為：。

汽車沖壓模具常用的表面處理方法

　　氣相沉積法主要有物理氣相沉積法（PVD）和化學氣相沉積法（CVD）。

　　PVD是在真空條件下進行的，通過采用不同的物理方法，將待沉積的材料氣化，將得到的分子、原子或離子沉積到基體材料表面。

　　按照氣化機理的不同，PVD主要包括真空蒸鍍、濺射鍍膜和離子鍍膜3種基本方法。

　　真空蒸鍍設備操作簡單，沉積速度快，但是因氣化離子的動能低，鍍層與基體的結合力較弱，且高熔點物質和低蒸汽壓物質（如Pt、Mo等）的鍍膜制作困難。

　　濺射鍍膜由于氣化粒子的動能大，故鍍膜致密，與基體的結合力高，缺點是鍍膜沉積速度較慢、設備昂貴。

　　離子鍍膜過程中參與沉積不僅有原子和分子，還有一部分能量較高的離子一起參與成膜，這就很大程度上提高了膜層與基體之間的結合力。

　　但是受到蒸發源的限制，高熔點鍍膜材料的蒸發鍍較困難，而且設備復雜、昂貴。

　　CVD技術是一種熱力學決定的高溫熱化學反應，它是利用氣態的物質在固體表面上進行化學反應而生成固態沉積物的過程。

　　CVD制備的膜層具有致密度高、氣孔少、均鍍性好及膜基結合力大的特點，性能相當優良。

　　普通熱CVD技術有一個很難避免的缺點就是過高的沉積溫度（＞1000℃）。

　　對那些不允許或不易于進行高溫加熱的基體材料（如嚴格控制變形的精密件），則必須采用輻射激發或放電激發的CVD技術，這種情況下制作的成本又被加大了。

　　面對PVD法操作困難以及設備昂貴和CVD法必須在高溫條件下進行的限制，目前還沒有較為有效的解決方案。

　　但除了CVD和PVD法以外，另外一種制膜技術化學鍍也越來越受到關注。

　　早在19世紀40年代，Wutz用次磷酸鹽在鎳溶液中還原出金屬鎳，化學鍍便開始發展。

　　但化學鍍真正的應用卻是在100多年以后，1946年美國國家標準局的A.Brenner和G.Riddell利用化學鍍的原理成功地在管子內部鍍覆了Ni-P合金，該工藝自此走向了實際應用。

　　例如，Ni-P-PTFE復合化學鍍層具有良好的潤滑作用，其不粘附的特性對模具脫模非常有利，特別是對于復雜形狀的塑料壓鑄模具、橡膠模具都能起到很好的保護作用。

　　隨著工業發展需求的提高，近年來還出現了將高硬度的顆粒與具有自潤滑性的顆粒同時加入化學復合鍍中的研究。

　　比如將SiC和MoS2兩種粒子同時加入Ni-P合金基質中，從而得到Ni-P-SiC-MoS2復合鍍層。

　　鍍態時為非晶態結構，且復合鍍層的硬度低于Ni-P-SiC而高于Ni-P-MoS2鍍層。

　　Ni-P-SiC-MoS2復合鍍層摩擦磨損性能也比Ni-P-SiC鍍層高，是一種具有良好自潤滑性及耐磨性的優良復合鍍層。

　　另外，Ni-P-SiC-PTFE化學復合鍍層也具有良好的耐磨性和自潤滑性，但由于PTFE不耐高溫，因此Ni-P-SiC-PTFE多元化學復合鍍工藝主要用于塑料模具的表面處理。

　　化學鍍也稱自催化鍍，施鍍過程不需要電流，而是利用化學鍍液中的氧化還原反應，還原出溶液中的金屬離子（如鎳離子、銅離子等），被還原后的金屬會沉積在工件表面（工件表面必須具有自催化活性），從而形成鍍層。

　　化學鍍從種類上可分為二元合金鍍層、三元合金鍍層以及加入第二相粒子獲得的復合鍍層。

　　近年來化學復合鍍技術不斷發展，具有不同特性的粒子與基質金屬組合參與到化學復合鍍過程中，便可以得到較好耐蝕性、較高硬度或者其他特殊性能的功能性鍍層。

　　（1）微粒懸浮分散在鍍液中，隨著溶液的流動（攪拌作用提供）被傳送到試樣表面附近，并在液體流動作用的帶動下與試樣表面發生物理碰撞。

　　（2）與試樣表面發生碰撞的部分微粒吸附于試樣上，粒子能否被吸附不僅與微粒本身的物理性質有關，而且與粒子的電化學特性也有關。

　　（3）吸附于試樣上的微粒被化學沉積的金屬包覆。

　　這個步驟不僅與微粒自身的性能有關，還與鍍液的流動速度、鍍層的沉積速率及鍍液中微粒的添加量等因素有重要關系。

　　（4）部分微粒被吸附在基體表面時，氧化還原反應析出的金屬鎳等也會沉積在基體表面，它們逐步積累后掩蓋住一部分微粒，形成復合鍍層。

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