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高性能球铁用汽车冲压模具产品的优化研究

吴锦江 王宜 李燕龙

摘 要 高性能球铁用汽车冲压模具产品，通过合金优化，设计并制备了不同成分的球墨铸铁试样，研究合金元素对球墨铸铁微观组织和力学性能的影响规律，经过反复试验研究得出球墨铸铁中加入合金元素的成分比例，该项成果对于汽车模具的生产具有重要意义。因此，希望通过本文的研究，对其具体的优化途径有深层次的认识与了解。
关键词 高性能球铁用汽车冲压模具;产品;优化
1高性能球铁用汽车冲压模具产品项目实施的先进性分析和可行性分析
致力于高耐磨、优淬火产品的性能研究和应用开发，为了解决模具材质的生产可实施性，自主研究开发了一款可同步添加孕育剂的设备—随流孕育机。通过预防和降低降温等待过程中出现的孕育衰退问题，从孕育剂的添加的时机入手，在改进随流机的添加过程中，设计了几种可调节的工作频率，可控制随流机与铁水浇注同时开始、同时结束。保证了孕育剂添加的均匀性。在高性能球铁用汽车冲压模具领域有着成熟的应用案例，在产品性能和操作上完全可以替代进口同类产品，不但能节约投入和维护成本，而且可以解决进口产品配件价格昂贵、供货周期长、售前和售后服务跟不上等问题，具有良好的竞争优势和市场前景[1]。
2高性能球铁用汽车冲压模具产品的优化处理
2.1 实施内容
（1）技术创新：通过合金优化，设计并制备了不同成分的球墨铸铁试样，研究合金元素对球墨铸铁微观组织和力学性能的影响规律，经过反复试验研究得出球墨铸铁中加入合金元素的成分比例，该项成果对于汽车模具的生产具有重要意义。积极与科研院校进行产学研合作，开发设计新模具，改善产品性能，增加产品种类，实现汽车冲压模具产品的产业化生产。
（2）扩大产能：新增生产线与研发设备，提高产能，实现企业销售收入达到4亿，综合能力及产销规模位居行业前列。
（3）平台建设：组建企业技术中心，不断完善企业标准，加强与高校的技术交流，开展与原材料、地产公司等上下游公司的产业化合作，带动行业快速发展。
2.2 技术路线
高性能球铁用汽车冲压模具产品主要是通过先进的冶炼技术来生产的一种代替工具钢的铸铁产品。生产工艺是通过对原铁水进行合金化处理，在原有普通球铁的基础上加入一定量的特殊合金，确保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围之内，保证其机械性能。在将原铁水温度控制在1520℃偏差不超过10℃的情况下进行球化处理和孕育处理。铁水球化选择1.4%的球化剂进行球化，在铁水出到一定量的时候投放0.1%的孕育劑进行孕育。将铁水包从炉前移动到需要浇注的型箱处，保证温度在1400℃左右时进行浇注。浇注时，随流同步添加0.2%的孕育剂，避免了炉前孕育的提前衰退，提高了球化率和珠光体率。其技术路线见图1所示。
2.3 关键创新点
（1）利用先进的冶炼技术，对原铁水合金化处理，控制微量元素含量，再进行球化处理和孕育处理，浇注时，随流同步添加0.2%的孕育剂，提高球化率和珠光体率。最终的淬火结果基体性能接近工具钢的性能[2]。
（2）普通的球墨铸铁产品，淬火层的深度为0.5～2.5mm。在使用中可能会因为材质的性能受限制。但是该类产品的淬火性能淬火后，自然空冷的淬火硬度要达到HRC53±3，淬火后的硬度、深度满足开发要求。
（3）相比于传统的铸铁产品，该类产品的球墨数量更多，尺寸更小，使用寿命长。具有良好的机械性能以及淬火性能，经过检测，产品铸铁切刃，可保证30万次的冲压测试。
3高性能球铁用汽车冲压模具产品的作用
3.1 节能降耗
公司专攻高端产品，坚持走低能耗科技创新型的发展道路，不断采取改进设计、使用清洁能源和原料、采用先进工艺技术与设备、改善管理等措施，并在全公司宣传清洁生产的重要性，节约原材料与能源，淘汰有毒有害原材料，有效降低了能源消费及污染物的排放，完成节能减排任务，发展循环经济[3]。
3.2 经济效益
研发出性能优异的汽车冲压模具产品，实现产业化生产，并且合格率在95%以上。产能达10000吨，销售收入达到1.2亿。综合能力及产销规模位居行业前列，我公司将不断研制新产品，开发新技术新工艺。
4结束语
总结来看，通过此项目的实施，公司将增加年产能和销售收入，确立在国内汽车模具行业领先的地位;实现产业应用的新产品、新工艺，引领国内同行业的产品与工艺发展方向，大幅扩大国际市场尤其是高端市场的份额。
参考文献
[1] 范沛然，王翠峰.基于RFID的汽车冲压模具生产管理方法改进[J].现代制造技术与装备，2019，（6）：214-217，220.
[2] 杨波.汽车零部件冲压模具若干问题研究[J].科技创新导报，2019，（4）：67-68.
[3] 曾云.国内汽车冲压模具设计业的现状及发展方向[J].南方农机，2018，（24）：236.

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