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模具材料和價(jià)格【終結(jié)版】-閱讀頁

2025-03-20 12:49本頁面
  

【正文】 模具正朝著高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展,推動了塑料模具材料迅速發(fā)展。 對于我國傳統(tǒng)常用的塑料模具鋼,已有很多書藉資料作過詳細(xì)的論述,本節(jié)主要介紹我國近年研制和從國外引進(jìn)并已在生產(chǎn)中推廣使用的塑料模具鋼。為了提高模具的耐磨性,這類鋼在冷擠壓成形后一般都進(jìn)行滲碳和淬回火處理,表面硬度可達(dá) 58~ 62HRC。最終熱處理一般是淬火和低溫回火,熱處理后的硬度通常在 45~ 50HRC以上。 淬硬型塑料模具用鋼 預(yù)硬型塑料模具用鋼 所謂預(yù)硬鋼就是供應(yīng)時(shí)已預(yù)先進(jìn)行了熱處理,并使之達(dá)到模具使用態(tài)硬度。 1. 3Cr2Mo( P20)塑料模具鋼 2. 3Cr2NiMo( P4410)塑料模具鋼 3. 8Cr2MnWMoVS( 8Cr2S)鋼 4. 5CrNiMnMoVSCa( 5NiSCa)鋼 5. Y55CrNiMnMoV( SM1) 時(shí)效硬化型塑料模具鋼 此類鋼的共同特點(diǎn)是含碳量低、合金度較高,經(jīng)高溫淬火(固溶處理)后,鋼處于軟化狀態(tài),組織為單一的過飽和固溶體。并且,這一強(qiáng)化過程引起的尺寸、形狀變化極小。該鋼再經(jīng) 460~ 480℃ 時(shí)效處理后,可獲得較好的綜合力學(xué)性能。本節(jié)主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點(diǎn)。 下料 → 鍛造模坯 → 正火并高溫回火 → 機(jī)械粗加工 → 高溫回火→ 精加工 → 滲碳 → 淬火、回火 → 研磨拋光 → 裝配。 下料 → 鍛成模坯 → 球化退火 → 機(jī)械粗加工 → 去應(yīng)力退火 → 機(jī)械半精加工 → 機(jī)械精加工 → 淬火、回火 → 研磨拋光 → 裝配。坯料其工藝路線為:下料→ 改鍛 → 球化退火 → 刨或銑六面 → 預(yù)硬處理( 34~ 42HRC) → 機(jī)械粗加工 → 去應(yīng)力退火 → 機(jī)械精加工 → 拋光 → 裝配。鍍層硬度達(dá) 1000HV,因而具有優(yōu)良的耐磨性。 (一般為 550~ 570℃ ),模具變形甚微和滲層硬度高(可達(dá) 1000~ 1200HV)等優(yōu)點(diǎn),因而也非常適合塑料模的表面處理。 適于塑料模的表面處理方法還有:氮碳共滲、化學(xué)鍍鎳、離子鍍氮化鈦、碳化鈦或碳氮化鈦, PVD、 CVD法沉積硬質(zhì)膜或超硬膜等。 作用: ( 1)強(qiáng)化工件表面 ( 2)保護(hù)工件表面 活性原子滲入工件表層都是由以下三個(gè)基本過程組成: ( 1)分解 ( 2)吸收 ( 3)擴(kuò)散 圖 41 氣體滲碳示意圖 滲碳 滲碳 :把鋼置于滲碳介質(zhì)中,加熱到單相奧氏體區(qū),保溫一定時(shí)間,使碳原子滲入鋼表層的化學(xué)熱處理工藝。 目的 :使表層硬度、耐磨性、接觸疲勞強(qiáng)度較心部有較大提高,心部保持一定強(qiáng)度和較高韌性。目前生產(chǎn)中廣泛采用氣體滲碳。 氣體滲氮是將工件置于通入氨氣的爐中,加熱至 500~600℃ ,使氨分解出活性氮原子,滲入工件表層,并向內(nèi)部擴(kuò)散形成氮化層。圖 42為離子滲氮裝置示意圖。它是把工件置于含有活性 B原子的介質(zhì)中加熱到一定溫度,保溫一段時(shí)間后,在工件表面形成一層堅(jiān)硬的滲硼層。 滲硼的方法有固體滲硼、氣體滲硼、液體滲硼等。 碳氮共滲 碳氮共滲是向工件的表面同時(shí)滲入碳和氮,并以滲碳為主的化學(xué)熱處理工藝。 碳氮共滲的方法有液體碳氮共滲和氣體碳氮共滲。生產(chǎn)中習(xí)慣所說的氣體碳氮共滲就是指中溫氣體碳氮共滲。 電鍍是應(yīng)用電化學(xué)的基本原理,將金屬工件浸入欲鍍金屬鹽溶液(即電解質(zhì)溶液)中并作為陰極與直流電源負(fù)極相連,以鍍層金屬板作為陽極與電源正極相連,通入直流電,在直流電場的作用下,金屬鹽溶液中的陽離子在工件表面沉積出牢固鍍層的工藝過程。電刷鍍是由電鍍發(fā)展起來的并成為一項(xiàng)獨(dú)立的表面工程技術(shù)。因此,電刷鍍可以看作是電鍍的一種特殊形式,不用鍍槽,故又稱無槽鍍或涂鍍。在化學(xué)鍍中,溶液內(nèi)的金屬離子是依靠鍍液中的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電子而還原成相應(yīng)的金屬。它從本質(zhì)上說是一個(gè)無外加電場的電化學(xué)過程。鍍層金屬主要有鋅、錫、鋁、鉛等及其合金,鍍層金屬為鋅時(shí)鍍層耐蝕性好,粘附性好,鍍層金屬為鋁時(shí)鍍層有優(yōu)異的耐蝕性,良好的耐熱性,對光、熱有良好的反射性。 熱浸鍍工藝分鍍前表面處理、助鍍處理、熱浸鍍和鍍后處理四個(gè)基本工藝階段,主要步驟: 預(yù)鍍件堿洗 → 酸洗 → 水洗 → 稀鹽酸處理 → 水洗 → 溶劑處理→ 烘干 → 熱浸鍍 → 鍍后處理 → 制品。 熱浸鍍 氣相沉積技術(shù) 氣相沉積是利用氣相中發(fā)生的物理、化學(xué)過程,改變工件表面成分,在表面形成具有特殊性能的金屬或化合物涂層的新技術(shù)。 ( 2)涂層具有很高的熔點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性好,基體金屬在涂層中的溶解度小,以及較低的摩擦系數(shù)。 其過程如下: ( 1)反應(yīng)氣體向工件表面擴(kuò)散并被吸附; ( 2)吸附于工件表面的各種物質(zhì)發(fā)生表面化學(xué)反應(yīng); ( 3)生成物質(zhì)點(diǎn)聚集成晶核并長大; ( 4)表面化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物脫離工件表面返回氣相; ( 5)沉積層與基體的界面發(fā)生元素的互擴(kuò)散形成鍍層。 物理氣相沉積可分為真空蒸鍍、真空濺射和離子鍍?nèi)?。它的不足之處是沉積層與工件的結(jié)合力較小,鍍層的均勻性稍差。 2. 真空濺射 其它表面處理技術(shù) 熱噴涂 熱噴涂是一種采用專用設(shè)備利用熱源將金屬或非金屬材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài),用高速氣流將其吹成微小顆粒并噴射到機(jī)件表面,形成覆蓋層。 熱噴涂技術(shù)具有下列特點(diǎn): ( 1)方法多樣。 ( 3)可噴涂材料極為廣泛。 ( 5)涂層厚度可以控制。 激光表面處理 利用專門的激光器發(fā)出能量極高的激光(即高功率密度激光束),以極快的速度加熱工件表面,自冷淬火后使工件表面強(qiáng)化的熱處理方法稱為激光熱處理。 激光熱處理的特點(diǎn)是:能量集中;能量利用率高;畸變極??;表面實(shí)現(xiàn)相變硬化、微晶化、沖擊加熱硬化,覆層鍍層合金化等多種表面改性處理,產(chǎn)生用其它表面加熱淬火強(qiáng)化難于達(dá)到的表面成分、組織、性能的改變。實(shí)驗(yàn)證實(shí),離子注入能使金屬和合金的摩擦因數(shù)、耐磨性、抗氧化性、抗腐蝕性、耐疲勞性以及某些材料的超導(dǎo)性能、催化性能、光學(xué)性能等發(fā)生顯著的變化。 電子束表面處理 電子束淬火是利用電子槍發(fā)射成束電子,轟擊工件表面,使之急速加熱,自冷淬火后使工件表面強(qiáng)化的熱處理。目前電子束和激光束一樣已被用于鋼和鑄鐵的表面硬化,提高其抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕性能。大到飛機(jī)、汽車、電視機(jī)外殼,小到茶杯、鈕扣,眾多的工業(yè)產(chǎn)品和日用品都必須依靠模具成形。所以模具又有“工業(yè)之母”的美譽(yù)。 2.屬少、無切削加工,節(jié)省原材料。 4.操作簡單,操作者不需具備高技能。 6.易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化及自動化。 模具的分類 模具分類 沖壓模具 沖裁模 落料模 沖孔模 切斷模 彎曲模 彎型模 卷邊模 扭曲模 拉深模 變薄拉深 不變薄拉深 成形模 脹形模 縮口模 翻邊模 整形模 覆蓋件模具 型腔模具 塑料模 注射模 壓注模 壓縮模 鍛模 壓鑄模 粉末冶金模 擠壓模 玻璃模 陶土模 橡膠模 模具設(shè)計(jì)及其特點(diǎn) 模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員從事的主要工作包括: 1.?dāng)?shù)字化制圖:運(yùn)用 CAD軟件,將產(chǎn)品及模具繪制成二維或三維工程圖紙以便設(shè)計(jì)與加工;根據(jù)樣品反求測繪(逆向工程)。 模具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 1.模具屬單件小批量生產(chǎn),每一副模具的設(shè)計(jì)都是一種高智能、無重復(fù)性的勞動。 3.以最低成本滿足制品的各項(xiàng)技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)。 5.設(shè)計(jì)時(shí)要考慮試模后的修模方式,應(yīng)留有足夠的修模余地。 模具制造及其特點(diǎn) 模具制造方法 目前,廣泛采用的將模具材料加工成模具的方法: 1.機(jī)械加工 2.?dāng)?shù)控設(shè)備加工 3.特種加工 4.塑性加工 5.鑄造 6.焊接 模具制造特點(diǎn) 由于模具制造難度較大,它與一般機(jī)械制造相比,有許多特殊性。 2.過去在模具設(shè)計(jì)和制造上,一些主要模具零件采用“配做法”、“同膛法”等,雖然使得模具零件的互換性降低,但保證了加工精度,減小了加工難度。一些傳統(tǒng)的普通加工方法已退居為非主要零件的輔助加工手段。 模具制造的發(fā)展方向 模具制造正由勞動密集向技術(shù)密集發(fā)展;依靠手工技巧向依靠高效、高精度的數(shù)控切削機(jī)床、電加工機(jī)床發(fā)展;機(jī)械加工時(shí)代向機(jī)、電結(jié)合加工以及其它特殊加工時(shí)代發(fā)展。 模具的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1.模具的精度、強(qiáng)度與剛度 2.模具的生產(chǎn)周期 3.模具生產(chǎn)成 4.模具壽命 模具價(jià)格的構(gòu)成 模具生產(chǎn)的一般過程 ( 1)模具技術(shù)開發(fā) ( 2)坯料準(zhǔn)備與外協(xié)準(zhǔn)備 ( 3)加工制造 ( 4)其它 模具價(jià)格的基本構(gòu)成及計(jì)算公式 式中: Mx—— 模具銷售價(jià)格,即模具的總價(jià)格(含稅收價(jià)); Mc—— 材料費(fèi),包括原材料費(fèi)及所有外購部分的價(jià)格; Mz—— 制造費(fèi); Dd—— 技術(shù)開發(fā)費(fèi); Mg—— 管理費(fèi); Q —— 其它費(fèi)用,如運(yùn)輸費(fèi)、售后服務(wù)費(fèi)、差旅費(fèi)等由合 同規(guī)定的費(fèi)用; R —— 利潤; T —— 稅金。 模具價(jià)格的基本構(gòu)成費(fèi)用分解 2.制造費(fèi) Mz Mz =Ga+Mh+U+E Ga—— 加工工時(shí)費(fèi) Mh—— 熱處理費(fèi) U—— 試模費(fèi) E—— 外委 ( 1)制造工費(fèi) Ga Ga =mj+ms+md+mx+mm+mq mj—— 常規(guī)機(jī)械加工費(fèi) ms—— CNC機(jī)床加工費(fèi) md—— 電火花成型加工費(fèi) mx—— 線切割加工費(fèi) mm—— 磨削加工費(fèi) mq—— 其它加工費(fèi) 模具價(jià)格的基本構(gòu)成費(fèi)用分解 3.技術(shù)開發(fā)費(fèi) Dd Dd =D1+D2+D3+D4+D5 D1—— 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)用 D2—— 產(chǎn)品和模具 3D造型費(fèi) D3—— CAM編程費(fèi)用 D4—— 檢測費(fèi) D5—— 計(jì)算機(jī)輔助工藝分析與成形過程分析 目前,常取制造工費(fèi)的一定比例計(jì)算 Dd,在有充分原始數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上,對類似模具的開發(fā)也可按照技術(shù)開發(fā)費(fèi)的各項(xiàng)項(xiàng)目累計(jì)。管理費(fèi) Mg的計(jì)算常采用材料費(fèi)、制造費(fèi)和技術(shù)開發(fā)費(fèi)之和的一定比例計(jì)算。 模具價(jià)格的基本構(gòu)成費(fèi)用分解 6.利潤 利潤率高低是各企業(yè)在細(xì)分市場的地位所決定的,據(jù)調(diào)查,我國當(dāng)前模具行業(yè)利潤率一般在 10%~ 30%之間。 7.稅金 稅率由國家的法規(guī)確定,目前我國模具行業(yè)取 17%,若材料費(fèi)或勞務(wù)費(fèi)是含稅價(jià),在計(jì)算稅收時(shí)應(yīng)予以扣除。而是以科學(xué)統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的方法來對所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行價(jià)格估算,其中用得較廣的是重量法和工時(shí)法: 1.重量法 2.工時(shí)法 3.其他一些估價(jià)方法 模具估價(jià)與報(bào)價(jià)關(guān)系 模具估價(jià)后,并不能馬上直接作為報(bào)價(jià)。經(jīng)過討價(jià)還價(jià),可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)低報(bào)價(jià)。 模具報(bào)價(jià)單的填寫 模具價(jià)格估算后,一般要以報(bào)價(jià)單的形式向外報(bào)價(jià)。 沖壓模具概述 沖壓是利用安裝在壓力設(shè)備上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種加工方法。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成形工程技術(shù)范疇。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成了沖壓加工的三要素。 ( 2)沖模的結(jié)構(gòu)選擇與工件的尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、批量等因素有關(guān)。 ( 4)小型沖壓模具與中、大型沖壓模具無論從模具結(jié)構(gòu)、模具材料還是模具制造的角度來看都存在著很大的不同。 小型沖壓模具價(jià)格估算 小型沖壓模具的特點(diǎn) 小型沖壓模具是相對于中、大型沖壓模具而言的,當(dāng)模具凹模板(或模具底板)的半周長小于 1400mm時(shí),統(tǒng)稱為小型沖壓模具。 小型沖壓模具的種類 小型沖壓模具根據(jù)工序類型的不同可分為單工序小型沖壓模具和多工序小型沖壓模具。 小型沖壓模具的制造工藝 小型沖壓模具的常規(guī)制造工藝流程如圖 71所示。 小型沖壓模具價(jià)格估算方法適用范圍 1.僅用于計(jì)算凹模板半周長小于 1400mm的沖壓模具的價(jià)格; 2.僅用于計(jì)算的模具類型有落料模、沖孔模、彎曲模、拉深模、復(fù)合模、精沖模及簡單的級進(jìn)模; 3.僅用于模具主要零部件采用適宜的模具鋼,以常規(guī)的工藝方法制造的非簡易模具,對于采用其它特殊工藝方法制造的小型沖壓模具,其價(jià)格計(jì)算中的有關(guān)參數(shù)要作適當(dāng)?shù)男拚? 4.僅用于計(jì)算國內(nèi)用戶訂制的模具,“出口”模具的價(jià)格另議; 5.對于在技術(shù)上有特殊要求或加急的模具,其價(jià)格可在按公式( 73)計(jì)算的基礎(chǔ)上適當(dāng)加價(jià); 6.在滿足用戶對沖壓件質(zhì)量要求的前提下,模具還應(yīng)具備良好的制造精度和裝配精度,并能在正常使用條件下達(dá)到正常的使用
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