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提高模具、刀具使用壽命的新方法_精益管理大師_3A精益管理顧問

  工廠管理來源:管理人網 日期:2011/2/10

  金屬材料和非金屬的不穩定性(組織變態和加工產生內應力)造成生產的不穩定,過度依賴工人,一直困擾業界。本公司本著“技術一流,效率一流,服務一流”的精神,保證有效果解決材料形變,確保加工尺寸精度,增加耐磨耗性,增加彈力,消除應力,使組織微細化,進而提升品質,降低成本。
  超冷技術是材料在熱處理后,唯一可使用在已經成型的工具、刀具、零件的處理工藝,可以穩定材料的精密尺寸,提高材料的耐磨性能,恢復材料的機械性能。
  超冷技術對材料的處理不僅限于材料的表面處理,而且滲透于材料內部組織,體現的是整體效應,特別是對切削工具的重磨,不影響組織結構,可以反復使用,其可重復使用性能明顯優于涂層技術。超冷處理技術同時對工件能有效的減少淬火應力和增強尺寸穩定的性能。
  傳統產業競爭力在面臨工業結構的轉型與升級,必須做出正確的改變。產品品質的保證將由競爭條件轉變為生存條件。工業產品的效能的提高,是工業人士所面臨的課題。然而金屬材料的基礎工程顯得更加重要,熱處理的基礎工作讓工業產品的品質未臻完善,雖然熱處理賦予金屬材料生命,但是未給予壽命與效能。完整的基礎的工程除前面的熱處理外,尚包括后續的金屬超冷處理,才是保證產品品質的基礎工作。金屬超冷處理(deepcryogenictreatment)將是金屬產品品質的唯一選擇。
  超冷應用行業包括:精密沖壓模具、納米材料、精密塑膠模具、切削刀具、滾齒刀,鋁合金材料、硬質合金切削刀具/夾具、粉末冶金模具等。
  超冷處理針對高速鋼
  在超冷處理過程中,金屬中大量殘余奧氏體轉變為馬氏體,將過飽和的亞穩定馬氏體降低其飽和度,降低微觀應力,析出彌散,而且析出彌散的超細小碳化物在材料塑性變形時有效的阻礙錯位運動,從而有效的強化了基體組織。由于超微細碳化物顆粒均勻分布在馬氏體上,有效的強化晶界,從而改善了高速鋼的性能,使抗沖擊韌性、紅硬性、耐磨性都有大幅提升。
  超冷處理針對硬質合金
  在超冷處理過程中,有效的將硬質合金中的內部應力的有效調整,減少鈷產生的拉伸應力,增強產生微裂紋的阻力,有效的減低微裂紋的產生,從而提高了抗疲勞強度、韌性,同時增強了鈷對碳化鎢的結合性能,有效降低碳化物的剝離,有效提高了耐磨性能。不會發生組織變態的硬質合金經超冷處理 (deepcryogenictreatment)后可以顯著的增加材料工件的使用壽命,確切的是硬質合金的組織會更加致密,同時促進時效 (aging),增加塑性變形的阻抗,單次使用除增加30%到5倍的壽命外,積碳層從原來0.02-0.05mm提升至0.08-0.13mm,可顯著降低再研磨量。
  超冷處理針對鋁合金
  把硬鋁(duralumin)固溶處理后,再進行超冷處理(deepcryogenictreatment),由于可以促使時效及大幅度消除殘余應力,因而可以提升整體機械性質。目前在國外的機械工業中運用超冷處理提升鋁合金效能有很多案例,大部分經過超冷處理的材料有7075、6061等。尤其是鋁合金制的運用在高速運轉的機械零件經超冷處理后的使用壽命更為顯著。
  超冷技術國外研究運用情況
  在20世紀初,國外就開始研究用過度冷卻的方法改變鋼的組織和性能。1938年,aii.lyjireb首先提出高速工具鋼超冷處理的建議,并在理論上提出了冷到-80℃的理論根據。
  美國在20世紀50年代已經開始超冷處理對金屬性能影響的研究。60年代末,美國路易斯安娜理工大學機械工程系f.barron教授對5種合金鋼 52100,d-2,a-2,m-2和o-1進行了細致地研究。通過對比超冷處理與未超冷處理的試樣發現,超冷處理后的硬度雖然增加有限,但其磨粒磨損抗力卻有顯著提高。如經-84℃處理后的試樣耐磨性比未處理的要提高2.0~6.6倍,經-190℃處理的試樣耐磨性比-84℃處理的還要提高2.6倍。實際生產中也證實了f.barron的研究結論的正確性。
  dayton公司在其生產報告中明確指出:采用-310℃f處理的沖頭壽命可提高一倍。美國材料開發有限公司于1966年10月,開始利用超冷處理方法來處理承受磨損的工具和零件。70年代美國休斯航空公司、通用動力公司、通用汽車公司、steelcase及日本cannon等公司均使用超冷處理技術,特別是rialsimprovementinc,則成為專門從事超冷處理的專業性公司。前蘇聯也是較早采用超冷處理技術來提高高速鋼刀具使用壽命的國家。
  20世紀80年代,澳大利亞、羅馬尼亞、德國、新加坡、英國等國家的學者對超冷處理的工藝、機理都做了一定的研究,研究結果普遍認為超冷處理可使材料的性能明顯提高。

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