更節(jié)能和更安全是汽車發(fā)展的兩個(gè)重要方向。汽車要節(jié)能重要的方法是減輕汽車重量，而要確保汽車的安全，就必須保證汽車的整體強(qiáng)度。采用高強(qiáng)重比的材料以上兩方面問(wèn)題可以得到有效改善。盡管高強(qiáng)重比的材料很多，但考慮資源與成本等方面的因素，采用高強(qiáng)度鋼板具有更大的優(yōu)勢(shì)，所以現(xiàn)代汽車行業(yè)大量采用高強(qiáng)度鋼板。與傳統(tǒng)低強(qiáng)度鋼板相比，高強(qiáng)度鋼板沖壓成型比較困難，主要表現(xiàn)在以下兩方面，一方面是工件成型過(guò)程中的回彈問(wèn)題，另一方面是模具與工件表面容易出現(xiàn)拉傷。前者，只有不斷總結(jié)高強(qiáng)度鋼板成型特點(diǎn)，并不斷完善模具結(jié)構(gòu)，才能終達(dá)到生產(chǎn)合格零件的要求;后者的解決方案很多，但目前有效而經(jīng)濟(jì)的解決方法是對(duì)模具進(jìn)行TD覆層處理[1]。實(shí)踐表明，TD覆層處理除可以根本上消除各類鋼板成型過(guò)程中工件表面與鋼鐵模具間的拉傷問(wèn)題以外，還由于TD覆層具有很高的硬度和耐磨性能，可以大幅提高模具壽命，具有很高的使用價(jià)值。隨著人們對(duì)該技術(shù)價(jià)值的不斷認(rèn)識(shí)，TD覆層處理技術(shù)在汽車模具上的使用量正快速增多。
TD覆層處理技術(shù)在日韓等國(guó)的汽車行業(yè)應(yīng)用比較早，應(yīng)用比較普遍也比較成熟。近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，該技術(shù)在我國(guó)汽車模具上的應(yīng)用量正快速增加。大量的實(shí)踐表明，由于國(guó)內(nèi)大量汽車企業(yè)包括歐美汽車廠家對(duì)于TD覆層處理技術(shù)了解不深，加上國(guó)內(nèi)原材料市場(chǎng)極其混亂和一些模具企業(yè)一味降低生產(chǎn)成本，TD覆層處理技術(shù)在汽車模具特別是汽車鑲塊式組合模具的應(yīng)用中出現(xiàn)了大量的問(wèn)題，有時(shí)甚至使模具報(bào)廢。本文筆者總結(jié)近十年來(lái)對(duì)各類汽車模具的TD覆層處理實(shí)踐，就有關(guān)問(wèn)題的出現(xiàn)原因及其解決方法提出一些建議。
一、 TD覆層處理技術(shù)在汽車行業(yè)的主要應(yīng)用
TD覆層處理技術(shù)的主要特點(diǎn)是：覆層具有極高的硬度，如常用的碳化釩覆層硬度HV高達(dá)2800以上，具有極高的耐磨，抗粘接等性能;：覆層與母材結(jié)合力高，遠(yuǎn)優(yōu)于常見(jiàn)的鍍硬鉻和各類低溫氣相沉積,如物理或物理化學(xué)氣相沉積(PVD或PCVD);第三：處理時(shí)不受工件形狀限制并可以重復(fù)處理。實(shí)踐表明，TD覆層處理技術(shù)在拉伸(拉延，引伸)，彎曲，翻邊，冷鐓，沖裁，冷擠，板料滾壓成型，壓鑄，橡膠或塑料成型，粉末冶金等模具上已取得極其優(yōu)異的使用效果，或根本上解決模具表面拉傷問(wèn)題，或大幅度提高模具使用壽命。眾所周知汽車是由大量的各種零配件組裝而成,這些零部件又是用各類模具經(jīng)過(guò)沖壓,輥壓,壓鑄等方式成型的，這些模具經(jīng)過(guò)TD覆層處理一般都能取得較好的使用效果，所以可以預(yù)期TD覆層處理技術(shù)對(duì)于汽車制造業(yè)的作用將會(huì)越來(lái)越大。在進(jìn)行TD覆層處理的汽車類模具中以底盤類零件的鑲塊式結(jié)構(gòu)的組合模具數(shù)量多，而TD覆層處理出現(xiàn)問(wèn)題多的也是這類模具，以下分析此類模具TD覆層處理容易出現(xiàn)的問(wèn)題，并就一些解決方法提供一些建議。
二、 汽車鑲塊類組合模具TD覆層處理容易出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決方法建議
1、 由于TD覆層處理變形引起的問(wèn)題及有關(guān)解決方法建議
TD覆層處理技術(shù)是一種高溫處理技術(shù)(溫度850℃-1050℃，一般920℃-1040℃)，一般鋼制模具在此溫度下處理后原有熱處理組織和性能已破壞。為使模具TD覆層處理后達(dá)到綜合使用性能，希望基體硬度比較高(一般要求HRC56以上)以支撐表面覆層，如此TD覆層處理后的模具都有一個(gè)淬火回火的熱處理過(guò)程，由于加熱和冷卻過(guò)程中不可避免有熱應(yīng)力、組織應(yīng)力，TD覆層處理前后材料組織結(jié)構(gòu)變化，以及材料內(nèi)部各向組織及成分差異，TD覆層處理后工件變形無(wú)法避免。
TD覆層處理后模具變形分以下兩種，種是模具鑲塊整體收縮或膨脹(體積變形)，種是模具鑲塊形狀變形(畸形變形)。前者變形的根本原因是TD覆層前后模具鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的類型及數(shù)量發(fā)生了變化，而每種相結(jié)構(gòu)的比容不同，導(dǎo)致鑲塊TD覆層處理前后體積膨脹或收縮。鑲塊收縮，鑲塊間的接縫加大，工件表面會(huì)留下壓痕，嚴(yán)重時(shí)模具報(bào)廢。鑲塊膨脹，為裝配鑲塊研配量加大。實(shí)際上此種變型量可以大幅調(diào)整，方法是通過(guò)對(duì)材料及原有熱處理?xiàng)l件的充分了解，采用一系列改變相結(jié)構(gòu)及數(shù)量的方法一般可以大幅減少此類變形量。的供應(yīng)商可以針對(duì)具體情況對(duì)此類變形進(jìn)行有效的調(diào)整。
模具鑲塊的形狀變形是在TD覆層處理的加熱和冷卻過(guò)程中，工件內(nèi)應(yīng)力及材料的各向異性所引起，此種變形不可逆，危害比較大，具體表現(xiàn)是鑲塊或扭曲，或彎曲，或鑲塊邊緣凸起，或鑲塊與模座的支撐平面變成凹凸不平或上述幾種變形的組合，以下分別分析。
1)鑲塊發(fā)生扭曲或彎曲，往往不容易矯正，雖經(jīng)過(guò)研配，鑲塊之間的接縫明顯，用這種模具生產(chǎn)的產(chǎn)品上有明顯壓痕，嚴(yán)重時(shí)不能正常生產(chǎn);
2)鑲塊邊緣凸起，此種情況容易發(fā)生，解決方法可以在鑲塊邊緣倒角，以克服鑲塊邊緣的凸起對(duì)沖壓件的切割，損害沖壓件的強(qiáng)度和外觀，但這樣處理必然會(huì)在沖壓件上留下壓痕;