随着汽车零部件、电子电气、精密刀具、航空航天等下游应用领域对精密冲压材料需求的不断增长,未来精密冲压材料发展趋势主要如下:
(1)厚规格材料需求不断增长
精冲工艺冲制中厚板、厚板零件,尤其是形状复杂的片齿轮、凸轮、棘轮、刹车摩擦片等零件,不仅精度高、生产效率高、质量好,而且由于冲切面的冷作硬化效应,提高了零件的耐磨性与使用寿命,故未来厚规格、形态复杂的零部件生产工艺将不断向精冲工艺发展,精密冲压将越来越多地取代传统切削加工方法。
随着精冲设备的更新换代,模具技术水平的大幅提升,镀层技术与油品技术的发展,之前传统的锻压、机加工、浇铸等加工方式,未来将可能通过厚规格材料的精冲工艺来实现,如汽车底盘上的安装件、与发动机相连的各种法兰件以及摩托车链轮的生产也将由传统的机加工方式向精冲方式转移,从而提升生产效率,有效节约生产成本。
(2)材料强度的持续提高推动应用领域范围不断扩大
近几年来汽车轻量化已成为汽车发展的风向标,而高强度、高精度的精冲件在汽车上的使用量将不断增加,未来 5~8 年内,一些特殊处理的中高碳钢、冷成形汽车高强钢等会占主导地位。
国外先进企业已开发了若干适于精冲的高强度微合金钢,强度在 650~900MPa 之间,这些材料具有优良的精冲性能,精冲 8mm 厚度仍可获得光滑无撕裂的剪切面,加工硬化效应使冲切表层硬度达 40HRC,可以免除后续的淬火工序。新材料的出现突破了通常情况下材料强度超过 650MPa 以后难以精冲的界限,使高强度厚板零件实现精冲成为可能,从而扩大了精冲的使用范围。
(3)对材料尺寸、性能和表面质量的要求不断提高
目前冲制精密零件的设备主要有三种:①精冲机及精冲模具,这是目前效率最高最先进的产品手段;②大吨位高速冲床配合精密模具,普遍应用于仅对产品功能面有要求而对产品冲裁光亮带要求不高的场合;③多台冲床组合成连续生产线,通过机械手导轨等手段配以 PLC 自动控制系统,也可以有效提升冲压效率。上述冲压生产模式对材料的要求非常苛刻,材料的厚度精度将影响成形的一致性、精密模具的冲次,良好的表面质量可以降低后续处理的成本,优良的加工性能又是材料成形、模具寿命的基础。
因此高精度的尺寸、良好的表面质量、优良的加工性能成为评判精冲材料优劣的标准。未来精密冲压材料必须与精冲设备、模具进行良好匹配,打破用模具去迁就材料的局面。
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