高性能球鐵用汽車沖壓模具產(chǎn)品的優(yōu)化研究

吳錦江 王宜 李燕龍

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

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

1高性能球鐵用汽車沖壓模具產(chǎn)品項目實施的先進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)用開發(fā)，為了解決模具材質(zhì)的生產(chǎn)可實施性，自主研究開發(fā)了一款可同步添加孕育劑的設(shè)備—隨流孕育機。通過預(yù)防和降低降溫等待過程中出現(xiàn)的孕育衰退問題，從孕育劑的添加的時機入手，在改進隨流機的添加過程中，設(shè)計了幾種可調(diào)節(jié)的工作頻率，可控制隨流機與鐵水澆注同時開始、同時結(jié)束。保證了孕育劑添加的均勻性。在高性能球鐵用汽車沖壓模具領(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口同類產(chǎn)品，不但能節(jié)約投入和維護成本，而且可以解決進口產(chǎn)品配件價格昂貴、供貨周期長、售前和售后服務(wù)跟不上等問題，具有良好的競爭優(yōu)勢和市場前景[1]。

2高性能球鐵用汽車沖壓模具產(chǎn)品的優(yōu)化處理

2.1 實施內(nèi)容

（1）技術(shù)創(chuàng)新：通過合金優(yōu)化，設(shè)計并制備了不同成分的球墨鑄鐵試樣，研究合金元素對球墨鑄鐵微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，經(jīng)過反復(fù)試驗研究得出球墨鑄鐵中加入合金元素的成分比例，該項成果對于汽車模具的生產(chǎn)具有重要意義。積極與科研院校進行產(chǎn)學(xué)研合作，開發(fā)設(shè)計新模具，改善產(chǎn)品性能，增加產(chǎn)品種類，實現(xiàn)汽車沖壓模具產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

（2）擴大產(chǎn)能：新增生產(chǎn)線與研發(fā)設(shè)備，提高產(chǎn)能，實現(xiàn)企業(yè)銷售收入達到4億，綜合能力及產(chǎn)銷規(guī)模位居行業(yè)前列。

（3）平臺建設(shè)：組建企業(yè)技術(shù)中心，不斷完善企業(yè)標準，加強與高校的技術(shù)交流，開展與原材料、地產(chǎn)公司等上下游公司的產(chǎn)業(yè)化合作，帶動行業(yè)快速發(fā)展。

2.2 技術(shù)路線

高性能球鐵用汽車沖壓模具產(chǎn)品主要是通過先進的冶煉技術(shù)來生產(chǎn)的一種代替工具鋼的鑄鐵產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝是通過對原鐵水進行合金化處理，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)，保證其機械性能。在將原鐵水溫度控制在1520℃偏差不超過10℃的情況下進行球化處理和孕育處理。鐵水球化選擇1.4%的球化劑進行球化，在鐵水出到一定量的時候投放0.1%的孕育劑進行孕育。將鐵水包從爐前移動到需要澆注的型箱處，保證溫度在1400℃左右時進行澆注。澆注時，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)路線見圖1所示。

2.3 關(guān)鍵創(chuàng)新點

（1）利用先進的冶煉技術(shù)，對原鐵水合金化處理，控制微量元素含量，再進行球化處理和孕育處理，澆注時，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。在使用中可能會因為材質(zhì)的性能受限制。但是該類產(chǎn)品的淬火性能淬火后，自然空冷的淬火硬度要達到HRC53±3，淬火后的硬度、深度滿足開發(fā)要求。

（3）相比于傳統(tǒng)的鑄鐵產(chǎn)品，該類產(chǎn)品的球墨數(shù)量更多，尺寸更小，使用壽命長。具有良好的機械性能以及淬火性能，經(jīng)過檢測，產(chǎn)品鑄鐵切刃，可保證30萬次的沖壓測試。

3高性能球鐵用汽車沖壓模具產(chǎn)品的作用

3.1 節(jié)能降耗

公司專攻高端產(chǎn)品，堅持走低能耗科技創(chuàng)新型的發(fā)展道路，不斷采取改進設(shè)計、使用清潔能源和原料、采用先進工藝技術(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[3]。

3.2 經(jīng)濟效益

研發(fā)出性能優(yōu)異的汽車沖壓模具產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并且合格率在95%以上。產(chǎn)能達10000噸，銷售收入達到1.2億。綜合能力及產(chǎn)銷規(guī)模位居行業(yè)前列，我公司將不斷研制新產(chǎn)品，開發(fā)新技術(shù)新工藝。

4結(jié)束語

總結(jié)來看，通過此項目的實施，公司將增加年產(chǎn)能和銷售收入，確立在國內(nèi)汽車模具行業(yè)領(lǐng)先的地位;實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的新產(chǎn)品、新工藝，引領(lǐng)國內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品與工藝發(fā)展方向，大幅擴大國際市場尤其是高端市場的份額。

參考文獻

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

[2] 楊波.汽車零部件沖壓模具若干問題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，（4）：67-68.

[3] 曾云.國內(nèi)汽車沖壓模具設(shè)計業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].南方農(nóng)機，2018，（24）：236.