高韧性、高软化抗力的热挤压模具用钢KDA1(预计市场对铸造改性材料的需求会进一步提高「图」)
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今天给各位分享高韧性、高软化抗力的热挤压模具用钢KDA1的知识，其中也会对预计市场对铸造改性材料的需求会进一步提高「图」进行分享，希望能对你有所帮助！
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高韧性、高软化抗力的热挤压模具用钢KDA1
高韧性是防止热挤压模具产生裂纹的重要特性。
有研究指出，模具钢的夏比冲击值在20J/cm2以上时，模具基本上不发生大的裂纹。
因此，为延长热挤压模具的寿命，必须提高模具钢的韧性。
日本高周波钢业在开发的KDA1钢中添加了Mo、V，并且优化制造工艺，实现了KDA1的高韧性化。
图1比较了不同钢种的夏比冲击韧性，结果显示，硬度为48±1HRC的KDA1试样心部夏比冲击值约为SKD61的1.8倍。
淬火冷却速度不够时，淬火钢的韧性大幅度下降。
SKD61的淬透性水平有导致模具心部韧性下降的可能性。
KDA1制的14in以上的大型模具淬火后，中心部位仍具有高韧性。
预计市场对铸造改性材料的需求会进一步提高「图」
2、制模阶段：根据零件图纸制作模具和芯盒，单间用木模，大批量用塑料或金属模，根据复杂程度一般需要2-10天不等。
3、造型（制芯）阶段：包括了造型（用型砂形成铸件的型腔）、制芯（形成铸件的内部形状）、配模（把泥芯放入型腔里面，上下砂箱合好）。
4、熔炼浇注阶段：按照所需金属成分配比好化学成分，用熔化炉熔化金属，形成合格的液态金属液（包含成分合格，温度合格）。
5、清理阶段：金属凝固后，拿锤子去掉脚口并敲掉铸件的砂子，喷砂。
当我们有了砂型3D打印机后，不管是简单的还是复杂的模型，通过软件设计好砂型和砂芯，打印机直接将砂芯模具打印出来，简单安装后就可以直接进行铸造。
与传统的砂型铸造流程相比，引入砂型3D打印机取代了传统的制模、造型、制芯工艺，工艺难度降低，对技术工人的工艺水平依赖性有了极大的降低。
而且砂型3D打印机可以打印更为复杂的砂型和砂芯，解放了设计自由。
因为直接打印砂型和砂芯，所以铸造周期极大缩短，设备与人员成本也降低了很多。
上篇我们简绍了3D打印砂型铸造弥补传统砂型铸造的劣势，那么砂型3D打印机的成型原理是什么样子的呢，本章我们就来看看这种技术的成型过程。
目前市场上主流的砂型3D打印机有两种，一种是密闭腔体龙门结构的，另一种是开放式机械臂结构，两种类型的成型原理相同，现在我们以机械臂式的为例来看看它的工作过程。
整套系统由7个部分组成，1、机器人控制器2、料斗3、构建平台4、构建平台支架5、落沙收集箱6、落沙导流板7、主机电脑。
打印机开始工作前先将铸造砂与催化剂按一定比例混合好，添加到料斗中，主机电脑切片软件将CAD模型分层切片。
打印开始，喷头移动到料斗出料口，出料口给料阀自动将材料输送到打印头中。
加料完成后，打印头移动至打印平台左上方，与平台保持固定高度，由左到右移动并铺设第一层铸造砂，铸造砂铺设完成后表面并没有平整，所以机械臂带动打印头从最右端向左移动，这个过程中打印机喷头下方的刮板会将沙子表面刮平，树脂喷头在需要粘结固化的位置喷射树脂，树脂与沙子中的催化剂反应固化，第一层打印完成。
如此往复，每打印一层机械臂带动喷头上升一层继续打印下一层，直到完成整个模型的打印。
最后将没有固化的沙子刷到落沙收集箱就得到了打印模型。
与传统的砂型制造相比，砂型打印机打印的模型精度可提升一个数量级。
造成铸件变形缺陷的原因有很多方面，如铸件结构设计不当；铸件顶出不平衡；模具温度不平衡等。
变形缺陷对铸件质量的影响主要表现在以下几个方面：1）影响铸件的尺寸精度；2）影响后续的机加工，变形量过大可能导致铸件有些面加工过深，有些面加工不到。
3）对于加工过深的部位，由于压铸件表面致密层被去掉而使铸件内部的孔洞缺陷（如气孔、缩松等）外露，影响到铸件外观及密封性能（针对有密封要求的零件）。
方法二：增加铸件的加工余量：对于需要机加工的零件而言，则是增加铸件的加工余量，保证铸件在机加工后能达到规定的尺寸精度。
对于该方法而言，其带来的后果是显而易见的。
增加加工余量，相当于增加了铸件壁厚，压铸时铸件内部缺陷如气孔、缩松出现的几率增加；同时铸件机加工后孔洞缺陷外露的概率也增加。
因此增大加工余量对于解决压铸件的变形而言，是一个适得其反的措施。
方法四：热矫形技术：在机加工前进行矫形，使铸件降低到规定的变形量以下，以保证所有机加工面有足够的加工余量。
压铸件热矫形的工作原理是利用铸件刚出模时温度较高（200℃左右）、塑性较好的特点，通过机器及矫形模具对其强制加压，以降低变形量。
另外，考虑到矫形后铸件从高温冷却到室温的过程中很容易出现反弹，所以热矫形的同时需对铸件强制冷却。
热矫形基数的局限性：1）热矫形技术比较适合于对产品平面度有要求的压铸件矫形，而对于铸件内腔尺寸的变化，目前暂时还没有取得好的效果。
2）热矫形技术只能解决平面度变化在2mm以下的变形量。
3）热矫形技术需要投入专用的热矫形机器及模具，一般投入达到10万元甚至更高，对于量小的产品或人力成本低的地区并不适用；4）由于热矫形过程中需要水冷，因此在低温潮湿天气条件下，产品表面容易出现发霉的现象。
在进行变形补偿计算之前，首先要获得准确的应力与变形计算结果。
铸件在浇注过程中，液态金属在凝固和冷却过程中产生的热应力对铸件的变形影响是非常大的。
热应力使冷却较慢的厚壁处受拉伸，冷却较快的薄壁处或表面受压缩，铸件的壁厚差别越大，合金的线收缩率或弹性模量越大，热应力越大。
定向凝固时，由于铸件各部分冷却速度不一致，产生的热应力较大，铸件就容易出现变形。
在铸造过程中，应力通常包含热应力，机械应力和相变应力。
对与铝合金或铝镁合金，前两种应力占据的比分最大。
Cast-Designer的应力模块能分析铸造过程中的热应力与机械应力，及相应的应力变形。
热应力体现在凝固和冷却过程中的传热与热分布，而机械应力则表现为开合模过程中模具的约束与后续的几何约束。
Cast-Designer的应力计算可采用多种材料模型，如刚性材料、弹性材料、弹塑性材料和更复杂的弹粘塑性材料模型。
基于有限元法技术，Cast-Designer能够在同一个网格模型中，进行热、流动、应力的三场全耦合分析，从而获得更高准确度的计算结果。
由于同时考虑了热应力和机械应力的影响，对模具的约束与脱模的影响都能完整分析。
以下是某汽车铸件，产品尺寸为438X350X145mm，平均壁厚3.5mm。
由于产品左侧结构简单，且壁厚比较薄而右侧结构复杂、产品壁厚较大，产品在凝固过程中，极容易产。
因此为保证产品加工后气孔不外露，产品大面的加工余量预留0.8mm。
如图一，试验按不同批次随机抽取6件，在未经过任何矫形的情况下，铸件平面度差值达到0.8mm，变形量非常大。
此时，铸件平均温度约为400度，然后在冷却水中激冷。
在59.3秒，铸件自然冷却至室温（30度）。
如图二，为等效应力随时间变化云图，可明显观察到有应力释放的过程。
对2号、3号和4号铸件的平面度进行分析并与模拟结果进行比对，如图三。
红色为2号测试件的平面度测量结果（分别对应22个测量点），绿色为3号测试件的平面度测量结果，紫色为4号测试件的平面度测量结果，浅蓝线为模拟的结果。
图三，零件平面度分析（模拟结果与实际测量结果比较）。
在模具设计与制造过程中，型腔都会考虑铸件凝固过程中的收缩而设置一定的补缩量，或称为“缩水”，但有些情况下，简单地整体放大缩水并不合适，后加工量将大大增加。
例如，立方形的复杂缸体，铸造后容易产生一个面往外凸，另外一个面往外凹的变形，并非整体收缩变形。
又如，几何结构细长，同时存在薄壁、筋多、特征复杂的铸件，会产生扭曲变形，并非整体收缩。
针对这些情况，Cast-Designer的变形补偿功能，将“被动”预测变形的方式，彻底地改变为“主动”补偿变形的方式。
把变形后的铸件，往反方向补偿一定比例的修正尺寸。
通过多次自动的迭代计算，让铸件在变形后，接近实际需求的尺寸精度，减少后加工量。
图四，反方向补偿一定比例的修正尺寸，让铸件在变形后，接近需求的尺寸精度。
为了修正铸造过程中铸件的变形和扭曲，在模具设计与制造过程中，通常会考虑采用变形逆向补偿的方法，但是，对于几何复杂的铸件，该方法需要丰富的经验，且具有很高的风险。
有鉴于此，Cast-Designer开发出全新的变形补偿求解器DCS(DistortionCompensationSolver)。
借助于DCS，用户能模拟铸造中的变形情况，并根据用户定义的公差要求，通过多次自动迭代的方法，逐步实现对铸件变形进行补偿，最终获得满意的接近公差要求的铸造产品。
如前所述，准确的应力计算与铸件变形预测是补偿技术的基础。
对于高压铸造，热应力和机械应力都必须进行考虑。
而且由于零件形状的复杂性与最终产品的精度要求，有限元方法是目前唯一能接受的分析方法。
在分析中，还可以考虑模具的热平衡和冷却水道等对铸造产品变形造成的影响，因此应力分析的模型应该尽可能的准确和细致。
变形补偿的计算通常采用迭代的方法，在获得上次变形和扭曲的基础上根据补偿系数调整下一次的补偿量，进而对网格座标进行修正。
修正网格时，同样要采取多次迭代的方法，以保证网格的质量和连续性。
同时与铸件接触的模具网格座标也要进行修正。
由于模具的几何形状非常复杂，进行网格修正时必须考虑网格穿插或畸变等因素。
冲床模具常见的两种定位方式？
1、每次调节定位标尺，都需要松动两个固定螺牷，还需重新固定冲床模具，这不仅给操作带来很大麻烦，还影响模冲床具精度。
2、由于三个定位板与结构的原因，在实际冲压使用中容易被材料撞击发生转动，导致材料加工尺寸出现误差，因此需下松动螺栓进行调节，故影响冲床冲压效率及精度。
那么以上的内容就是关于高韧性、高软化抗力的热挤压模具用钢KDA1的介绍了，预计市场对铸造改性材料的需求会进一步提高「图」是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。
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