扩散焊技术在模具行业中的应用

国际金属加工网 2020年03月31日

一、扩散焊基本原理

扩散焊是一种固态连接方法,是在一定温度和压力下,使待焊表面发生微小的塑性变形实现大面积的紧密接触,并经一定时间的保温,通过接触面间原子的互扩散及界面迁移从而实现零的冶金结合。

在焊接过程中,首先将工件放入炉体内部,然后通过加热体对工件进行加热,当工件温度达到焊接温度后,通过上下压杆对工件施加一定的压力,并进行保温及保压,在此过程中,焊接界面首先发生塑性变形,使得界面更充分地接触,原子通过界面或体内部进行扩散迁移,最终获得无缺陷的焊接结构,且接头微观组织与母材一致。

扩散焊的上述机理,决定了该方法具有独特的技术优势,如:焊接强度高、适焊材料范围广、焊接变形小,特别适用于复杂结构的精密焊接。

二、分层实体扩散焊

正是在扩散焊所具有的独特技术优势的基础上,进一步发展了针对复杂内部结构产品的制造方法,也就是分层实体扩散焊。

该方法以层板或薄片做造型,根据设计可在薄板上加工一定的结构,然后将多层薄板叠起装配连接在一起,从而完成实体制造。

该方法对于制备金属材料精密内结构零件来说,是一种具有极强造型能力的层板器件方法。其具体过程为:

1、在设计上,先将复杂内部流道零件进行分层;

2、利用腐蚀和机械方法加工出每一层的对应结构;

3、将加工后的各层按设计顺序叠放,并利用扩散焊将其连接成为最终零件。

三、扩散焊技术在模具行业中的应用

现代模具行业中,为满足产品尺寸精度以及成本控制的要求,对于模具冷却提出了更高的要求。分层实体扩散焊方法,凭借其在复杂结构产品制造方面的技术优势,被应用于随形冷却水路的制造领域,其具有五点技术优势,分别为:

1、可以基于产品形状及冷却要求,进行任意复杂形状的冷却水路设计及制造;

2、提高温度均匀性和冷却效率;

3、减少成本约15%-60%;

4、提高产品质量,减小废品率;

5、针对复杂形状产品,扩展传统加工方法无法达到的换热区域。

目前,多数模具冷却水道的制造还是通过钻孔、堵孔的方法完成。针对复杂产品结构,无法对冷却水道进行任意设计,以达到更高的冷却效率。而通过采用分层实体扩散焊制备冷却流道,可以针对产品不同部位的冷却需求,对冷却流道进行针对性的设计,并通过分层实体扩散焊这一制造方法,完成复杂冷却流道的加工。

同时,针对复杂形式流道(如螺旋流道),传统的制造方法更是可望而不可及,而新的制造方法的发展,使得这类产品结构的制造成为了可能,如:压铸镶件、口红盖注塑模具镶件、汽车水箱核心、拉链式零件核心等。


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