具有極佳熱傳導性的新材料

最新發現：Thermodur 2383 Supercool是德國特種鋼材責任有限公司為了滿足汽車行業對熱作模具鋼的日益增長的熱傳導性需求而開發的新材料。該材料最適合模具在進行模壓淬火時使用。

“相對較新的模壓淬火工藝，能夠幫助汽車行業滿足駕駛員各種各樣不同的高要求，”德國特種鋼材責任有限公司的熱作模具鋼的銷售總經理這樣說道。一方面，在研發部件時，必須滿足舒適性、裝飾性和安全性的要求。另一方面，出于氣候保護的目的，汽車行業的輕型結構的不斷改進來減少二氧化碳的排放量。一份麥肯錫的研究報告表明，截至2030年，汽車中的輕型結構將從30%增加至70%。

高強度鋼材可以為每輛車減少最多20kg的重量

通過模壓淬火可以生產高強度的金屬片部件，由于金屬片非常堅固，因此可以使用更薄更輕的金屬片。在底盤中使用高強度金屬片，能夠為一輛中型車減少最多20kg的重量。

“考慮到安全、回收限額、氣候變化和設備方面的需求有時會產生沖突，汽車行業越來越關注模壓淬火這一工藝。這種工藝能夠以高效經濟的方式生產重量輕的金屬片，”模具鋼的技術客服主管Michael Bauer解釋最新的發展趨勢。原因是模壓淬火工藝能夠在單個流程中對高強度金屬片進行熱成型和熱處理。金屬片被加熱到奧氏體化的處理溫度，然后放入冷卻的沖壓工具中，同時進行成型和淬火冷卻。形成的馬氏體結構強度高達1800兆帕。不需要再進行后續的熱處理。

極佳的熱傳導性

為了保證模壓淬火的長遠發展并減少周期時間，工具的關鍵部分-模塑嵌件必須使用模具鋼制成，淬火速度更快。通過Thermodur 2383 Supercool，德國特種鋼材責任有限公司開發出一種鋼材，這種鋼材和公司的傳統熱作模具鋼（比如Thermodur 2343，Thermodur 2344和Thermodur 2367）相比，在經過硬化并且硬度為45洛氏硬度，溫度為100攝氏度的條件下，顯示出極強的導熱性，導熱系數達到44瓦/米·度。使用Thermodur 2383 Supercool模具鋼制成的模具嵌件能夠將加熱的金屬片的熱量以一種可控的方式在極短的時間內進行傳導。“盡管有微量的鉻成分，我們的最新材料仍然顯示出高強度并且和我們的傳統熱作模具鋼一樣可以進行穿透淬火。另外，它在持續高溫的條件下更有彈性，不會損失硬度，”Bauer補充。這樣能夠讓工具更加穩定并且耐磨。關鍵因素是保持碳化物中的鉬、釩和碳的比例。“根據工具尺寸大小的不同，在待塑形的金屬片上產生的模壓壓力保持4000到20000千牛頓之間。選擇的合金元素的組合能夠防止工具的易損部分周圍出現過度的摩擦磨損，比如在彎角和邊緣。這是一個不容忽視的因素，因為只要經過簡單的后處理，就可以用一個工具加工最多一百萬個金屬片。實際的加工數量取決于待塑形的金屬片的復雜性，”Bauer說道。

在最近幾年里，德國特種鋼材責任有限公司在為模壓淬火不斷地穩定優化他們的鋼材。Thermodur 2383 Supercool是在該公司的Thermodur 2999 EFS Superclean鋼材—— 一種用于壓模嵌入件和快速鍛造工具的高耐磨熱作模具鋼，的基礎上開發的。“根據對那種材料的分析，我們對不同的合金進行了測試，確保在提高鋼材熱傳導性的同時，不會降低鋼材的耐磨性和穿透淬火性。我們成功地做到了這一點。當然我們還可以再次提升熱傳導性，但是這樣就會降低鋼材的耐磨性和穿透淬火性。而這兩種特性對于模壓淬火工藝來說都是非常重要的，”德國特種鋼材責任有限公司的模具鋼研發團隊的成員Emeline Meurisse這樣說道。該公司一名汽車行業的客戶現在正在生產過程中對新型Thermodur 2383 Supercool鋼材進行長時間的測試。這種新型鋼材目前最大的尺寸為800×300毫米，黑色，或者按照客戶要求，在維滕或者克雷菲爾德的加工中心進行定制。