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精密成型加工的发展现状及技术要求

精密成型加工的发展现状及技术要求

说到机械,弹簧在其中扮演的角色是及其重要的,任何机械上都有弹簧的身影。精密铸造成形、精密模压成形、塑性加工、薄板精密成形技术在工业发达国家受到高度重视,并投入大量资金优先发展。70年代美国空军主持制订“锻造工艺现代化计划”,目的是使锻造这一重要工艺实现现代化,更多地使用CAD/CAM,使新锻件的制造周期减少75%。1992年,美国国防部提出了“军用关键技术清单”,其中包含了等压成型工艺、数控计算机控制旋压、塑变和剪切成形机械、超塑成型/扩散连接工艺、液压延伸成型工艺等精密塑性成型工艺。国外近年来还发展了以航空航天产品为应用对象的“大型模锻件的锻造及叶片精锻工艺”、“快速凝固粉末层压工艺”、“大型复杂结构件强力旋压成型工艺”、“难变形材料超塑成形工艺”、“先进材料(如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等)成形工艺”等。我国的超塑成形技术在航天航空及机械行业也有应用,如航天工业中的卫星部件、导弹和火箭气瓶等,采用超塑成形法制造侦察卫星的钦合金回收舱。与此同时,还基本上掌握了锌、铜、铝、钦合金的超塑成形工艺,最小成形厚度可达0.3mm,形状也较复杂。此外,国外已广泛应用精密模压成形技术制造武器。常用的精密模压成形技术,如闭塞式锻造、采用分流原理的精密成形及等温成形等国外已用于军工生产。目前,精密模压技术在我国应用还较少,精度也较差,国外精度为±0.05—0.10mm,我国为±0.1—0.25mm。当然,一个合格的产品生产商是少不了弹簧供应的,因此,是否求购到优良品质的弹簧,在一定程度上决定了该厂家生产产品质量的好坏。

精密零件加工对材料性能要求

A、硬度

硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状及超精密零件的尺寸精度,必须具有足够高的硬度。不同的零件,及不同用途的精密部品,材料的需求硬度也是不同的。如一般的FA设备精密零件,及超精度的模具零件,检查所用的检查治工具,所对应的硬度需求也是不一样的。

B、抗压屈服强度和抗压弯曲强度

五金零件在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。

C、红硬性

在高温状态下工作的热作五金零件,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。

D、耐磨性

决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持模具零件尺寸精度。模具的磨损主要是机械零件磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

E、韧性

精密磨床在工作过程中,五金零件承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,及保持原来的超精密精度要求模具钢具有一定的韧性。