没有高强度的钢材就没有高强度的刀具

人如果遇到“钢”字，就好像遇到了“高强”字。在市场上，尤其是汽车行业，对高强度钢的需求越来越强烈，需要更好的性能和经济性。但是，在加工过程中磨损严重。加工高强度钢的常规刀具使用寿命需要多久？虽然这些工具的表面通常有昂贵的涂层，但它们的使用寿命不够长。在使用新的工具钢之前，可以保证工具具有相对经济和较长的使用寿命。比如热处理后，刀具上的“一体化涂层”可以继续用于机加工。金属成形工具的投资通常超过工具所属机床的投资。当成形高强度钢板时，通过选择正确的工具材料可以降低成本。为了不断减轻汽车的重量，必须对工具制造和车辆生产工艺提出越来越多的新要求。金属加工需要使用新的高强度材料和创新的刀具方案，以实现可控、廉价的生产过程。举个例子，如果人们对比一下新旧沃尔沃S40轿车中高强度钢板的使用比例，这一点就可以清楚地理解了。上一代S40轿车共使用了36.4%的高强度钢板，其余为常规钢板。虽然新一代S4O轿车中高强度钢板的使用比例下降到了31.3%，但超高强度、超高强度钢米的使用比例却达到了22.8%。也就是说，新一代S40轿车使用高强度钢板的比例总共达到了54.1%。但需要指出的是，到目前为止，高强钢板和超高强钢板还没有统一的定义。最常见的定义是基于沃尔沃汽车公司和SSAB联合发布的标准。按此标准，高强度钢板的强度应为340 ~ 60 OMPA，超高强度钢米的强度应为600 ~ 800MPa，超高强度钢板的强度至少应为800MPa。加工这些钢板意味着面临许多新的挑战。为了加工新的高强度钢，需要在压力机上施加更高的压力，并相应地改变刀具的设计。同时应提高切割机的“进给”速度，以减少工位数量，提高经济性。另外，减少“危险”润滑剂的使用，或者完全停止使用润滑剂。当人们认真考虑成形工具时，需要大幅度提高摩擦力、切削力和成形力，这些都会在成形过程中对常规钢村产生高压。统计刀具用钢的使用量，可以发现最近十年主要使用的是1.2379钢。粉末冶金可以用在高质量的场合，最常用的是1.3344PM，但这两种材料能经济地加工高强度钢板吗？答案很复杂。需要考虑加工批量与零件几何尺寸的关系，因为高强度钢对刀具制造提出了新的要求，即需要一种易于成型的创新材料涂层来延长刀具的使用寿命。只有不断地“调试”刀具，才能得到与刀具、润滑剂、工件材料更好匹配的新“系统”。虽然这种系统可以用在很多场合，但不能作为一种广泛使用的解决问题的方法。即使大众高尔夫安装了最新的发动机，也不可能赢得一级方程式汽车赛，因为这辆车永远是大众高尔夫，永远不会成为赛车，尽管大众高尔夫无疑是同级车中的优秀车型。谈到超高强度钢板和超高强度钢板的成型加工，就像谈到工具制造业的F1大赛。避免兔子出现溅水现象。冲压弯曲功的特征参数常作为衡量工具钢对飞溅现象反作用力的标准。此图以四种工具钢为例：橙色为Caldie，深蓝色为Vanadis4xtre，灰色为Vancron 40，浅蓝色为常规工具钢1.379。横轴是洛氏硬度，纵轴是冲压和弯曲的反作用力。

另外需要注意的是，涂层只能作为一种优化手段，随时提高刀具性能，涂层的制造工艺需要额外的投入。当然，市场上也可以提供不需要涂层的刀具材料。例如，瑞典工具制造商Uddeholm Company(www . Uddeholm . com)生产的“Vaneron 40”工具，使用这种无涂层材料可以使加工过程的总体经济性加倍，因为去除旧涂层、研磨、抛光和制作新层的过程会产生额外的成本。在应对新要求时，刀具制造商可以提供哪些可能性？用于加工高强度钢板的标准钢1.2379(D2)有两个主要失效原因：冷堆焊(碎屑堆积、粘附磨损)和切削刃开裂(疲劳损伤)。但是有不同的解决方法。根据不同的情况，需要制定合适的加工方法，因为零件复杂程度、加工批量、刀具尺寸等决定性因素都会影响刀具。此时，我们应该提供其他支持。如今，可以通过涂层技术如PVD、CVD或TD来控制冷堆焊的产生，因为涂层可以降低工具表面和工件材料之间的摩擦。这种技术的缺点是不能加工任何几何尺寸。另外，3354，前面已经讲过，涂层需要“维护”，也会造成很大的成本，所以需要开发一种没有涂层的钢。

刀具金属中将集成硬质材料

好成绩：钣金零件实例，Herzing schroth公司生产的双作用离合器(www.herzing-schroth.de)(左图)，Wemers Schmid公司生产的压力表外壳(中图)(www.wemers-schmid.de)和油箱加油口(右图)，当前Now人讲的一种一体化涂层。想法是在生产粉末冶金材料的工具钢时增加一道单独的加工工序，在工具钢中加入氮元素，其作用类似于碳绳。这样，可以获得碳氮化物而不是碳化物。与碳化物相比，它的优势在于这种材料具有一种“陶瓷性能”，硬度更高，抗粘连能力更强。同时，这种材料具有类似于涂层的特殊表面特性。由于这种特殊的表面特性，润滑剂可以更好地附着在工具表面，减少粘着磨损的发生。很多实验都验证了。

了这种材料的效果，其应用范围可以从特高硬度钢板一直到非常耐磨的镍质冲模。添加了集成徐层的刀具材料不仅可以降低成本．还具有很多其他的优点。用这种材料制造的刀具在热处理之后还能改变的尺寸(而常规涂层不允许在热处理之后再进行尺寸加工)，并且还能对其表面进行抛光，从而提高表面质量。此外，集成涂层不会崩裂，因此也不会中断生产。 利用刀具基材表而的疲劳现象可以减少切削刃的崩裂。这也是为什么常规涂层并不能单独解决加工高强度钢板时产生的所有问题的原因。基材的特性具有决定性意义．这样才能使整个刀具达到较高的延展性和抗压强度。接下来才是刀具的耐磨性，耐磨性对于大批量生产具有很重要的意义。因此．就刀具材料角度而言我们目前找到了两个解决方案。如果仅仅是与延展性问题相关，那么Uddeholm 公司利用“高压电熔炉渣工艺”(DESU)生产的一种名为“Caldie”的材料是解决这类问题的首选。这种金属的延展性比低合金度的粉末冶金钢要高。生产商可以通过改善钢材的化学化合过程来达到较高的延展性。从冶金学角度而言、Uddeholm公司的Caldie材料是一种工具钢组合。这种材料当然要有较高的耐磨性。在这一点上，两种方案都已经做好了准备，将现有的“Vanadis 4”钢材继续开发为代号为“Vanadis 4 Extre”的钢材。这种材料具备了适用于高强度钢板成型加工的特性组合。这种工具钢具有很高的延展性、很好的抗压强度和轻微的磨损；不仅仅具有较高的强度，而且在许多特性组合方面都具备优势。 两种钢材都可以进行涂层加工，这样就可以满足不同特殊的技术要求。由于考虑到可以使得材料具有较高的疲劳强度，因此涂层加工依然具备较高的总体经济性。 总而盲之，技术先进的成型加工工其钊造商可以尽可能地满足“加工高强度钢材”的设定巨标，在这个过程当中——通常是与钢铁企业合作——可以为不同的应用场合提供完整的材料解决方案。