Како применити{0}}легуре на високим температурама у производњи калупа?

一, Правилно усклађивање физичких квалитета високо{0}}легура на високим температурама са потребама калупа
Високо{0}}легуре су метали направљени од гвожђа, никла и кобалта који могу да трају дуго у ситуацијама са високим температурама и великим стресом, на пример изнад 600 степени. Три димензије показују његове главне предности:
Високотемпературне легуре{0}}базиране на никлу{1}}и даље могу задржати границу течења од преко 600 МПа на 800 степени Целзијуса, што је три пута јаче од стандардног челика за калупе Х13. Калупи од легуре К403 на бази никла- могу да преживе ударе легуре титанијума на 1200 степени док ковају дискове турбине мотора авиона. Животни век једног калупа је побољшан са 200 пута за традиционалне материјале на 1500 пута.
Отпорност на топлотни замор: легуре на високим{0}}температурама могу да генеришу посебан „самозалеђујући“ оксидни премаз променом величине и расподеле 'фазе (Ни ∝ (Ал, Ти)). Постоји само 1/5 више површинских пукотина у калупима од легуре на бази гвожђа-ГХ2135 који се користе у калупима за ливење под притиском{7} за аутомобилске издувне гране након 5000 термичких циклуса него у калупима од 5ЦрНиМо челика.
Отпорност на корозију: Слој композитног оксида Цр ₂ О3/Ал ₂ О3 који се формира на површини легура високих{2}} температура може ефикасно да блокира пролаз хлоридних јона када се инжењерски полимери са успоривачима пламена покваре. У калупима за убризгавање електронске везе, калупи направљени од легуре Инцонел 718 трају 8 пута дуже од челика за калупе ДЦ53, а на површини производа нема мрља корозије.
2, Технолошки напредак у уобичајеним поставкама апликација
1. Ваздухопловство: Копирање структура у веома тешким условима рада
Када правите лагане везе за дронове од ПЕЕК материјала, калуп треба да буде у стању да поднесе температуру топљења од 380 степени и притисак убризгавања од 150 МПа. У овим радним условима, традиционални челик за калупе показује доста пузања, међутим калупи направљени од високотемпературне легуре ХС-21 на бази кобалта-на бази кобалта ХС-21 не:
Побољшањем дизајна топологије, дебљина зида језгра је отишла са 12 мм на 6 мм, што је смањило тежину за 55%.
ТиАлН премаз направљен физичким таложењем паре (ПВД) има површинску тврдоћу од ХВ3200.
У стварној производњи, промене величине мање од 0,02 мм морају се десити унутар 500.000 циклуса убризгавања.
2. Индустрија нових енергетских возила: пронађите равнотежу између дугог века трајања и високе ефикасности
Приликом прављења цеви за расхладну воду за батерије са ПА66+ГФ30 компресионим калупом, стаклена влакна се троше на калуп брзином од 0,03 мм на сваких хиљаду понављања. Калупи од високотемпературних легура-на бази никла{5} направљени поступком металургије праха:
Тврдоћа радног слоја може да достигне ХРЦ58 стварањем градијент функционалних материјала (ФГМ), док матрица остаје чврста на ХРЦ42.
Уместо стандардне машинске обраде са електричним пражњењем, користите сечење воденим млазом ултра- под високим притиском да бисте учинили површину шупљине мање грубом, од Ра1,6 μм до Ра0,4 μм.
У стварном животу, век трајања калупа је порастао са 80.000 употреба на 400.000 употреба, а цена по комаду је пала за 65%.
3. Паковање за полупроводнике: дуготрајно-уверење о тачности на нивоу микрометара
Размак иглица у КФН калупима за паковање је само 0,3 мм, стога коефицијент термичког ширења (ЦТЕ) калупа мора бити веома близу томе. Калуп од високотемпературне легуре на бази никла-монокристалне легуре направљен поступком усмереног очвршћавања:
ЦТЕ се снижава на 12 × 10⁻⁶/ степен регулацијом оријентације кристала, а компатибилност са керамичким материјалима за паковање је побољшана за 40%.
Конформни канал воде за хлађење направљен технологијом ласерског селективног топљења (СЛМ) чини температуру калупа равномернијом, крећући се од ± 15 степени до ± 3 степена.
У стварној производњи, стопа савијања производа је опала са 0,5% на 0,15%, а стопа приноса је порасла на 99,8%.
3, Нови и побољшани начини прављења ствари
1. Адитивна производња која се користи на начине који мењају ствари
Уобичајени проблем прављења ствари од металних калупа који могу да поднесу високе температуре решава се технологијом 3Д штампања:
Дизајн за оптимизацију топологије: Користећи софтвер Алтаир ОптиСтруцт, учинили смо дизајн лакшим, смањивши тежину одређеног калупа за сечиво авионског мотора са 1,2 тоне на 680 кг и учинивши га 25% чвршћим.
Структура са функционалним градијентом: ЛПБФ (ласерско топљење у слоју праха) техника прави прелазну зону градијента тврдоће између радног слоја калупа и слоја подлоге како би се ослободила концентрације напрезања.
Насумични систем хлађења: Коришћење софтвера Магицс за побољшање архитектуре пловног пута учинило је хлађење великог поклопца 40% ефикаснијим и скратило време циклуса за 35%.
2. Велики корак напред у технологији за ојачавање површина
Прскање пламена при суперсоничним брзинама (ХВОФ): Површина шупљине калупа је обложена ВЦ-12Цо, који има тврдоћу до ХВ1400 и пет пута је отпорнији на хабање од материјала подлоге.
Нитрирање плазмом је процес који користи плазму да би ствари биле теже. Дубоко нитрирање (0,3 мм) подиже површинску тврдоћу калупа на ХВ1100, а истовремено задржава жилавост језгра.
Поправка ласерском облогом: Инцонел 625 прах легуре се користи за фиксирање истрошеног подручја, а снага везивања између слоја за поправку и подлоге је већа од 400 МПа.
4, Кретања у привреди и индустрији
Калупи од високотемпературних легура у почетку коштају 3 до 5 пута више од обичних калупа, али је њихова исплативост током целог животног циклуса велика:
У аутомобилској индустрији, коришћење високотемпературне легуре за калуп за браник одређеног модела аутомобила коштало је 800.000 јуана више за сваки сет калупа, али је уштедело 12 милиона јуана у годишњим трошковима производње јер је време циклуса скраћено за 25%, а стопа приноса порасла за 12%.
У области ваздухопловства: Коришћење легуре на бази кобалта-у калупу за ковање одређеног типа турбинског диска мотора продужило је век калупа са 50 комада на 300 комада и смањило трошкове израде једног комада за 78%.
Технологија дигиталног близанаца омогућила је предвиђање циклуса одржавања високо{0}}температурних калупа од легура са тачношћу од ± 50 сати. Такође је повећао укупну ефикасност опреме (ОЕЕ) на преко 85%. Предвиђа се да ће глобално тржиште калупа од легура за високе температуре{5} вредети више од 4,5 милијарди долара до 2028. године, са комбинованом годишњом стопом раста од 12,3%. Калупи за адитивну производњу чиниће више од 30% овог тржишта.