擴散焊技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用-前沿技術(shù)
擴散焊是一種固態(tài)連接方法，是在一定溫度和壓力下，使待焊表面發(fā)生微小的塑性變形實現(xiàn)大面積的緊密接觸，并經(jīng)一定時間的保溫，通過接觸面間原子的互擴散及界面遷移從而實現(xiàn)零件的冶金結(jié)合。
在焊接過程中，首先將工件1、2放入爐體內(nèi)部，然后通過加熱體對工件進行加熱，當(dāng)工件溫度達到焊接溫度后，通過上下壓桿對工件施加一定的壓力，并進行保溫及保壓，在此過程中，焊接界面首先發(fā)生塑性變形，使得界面更充分地接觸，原子通過界面或體內(nèi)部進行擴散遷移，最終獲得無缺陷的焊接結(jié)構(gòu)，且接頭微觀組織與母材一致。
擴散焊的上述機理決定了該方法具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢，如：焊接強度高、適焊材料范圍廣、焊接變形小、特別適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精密焊接。
正是在擴散焊所具有的獨特技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，學(xué)者們進一步發(fā)展了針對復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造方法，也就是分層實體擴散焊，該方法以層板或薄片做造型，根據(jù)設(shè)計可在薄板上加工一定的結(jié)構(gòu)，然后將多層薄板疊起裝配連接在一起，從而完成實體制造。該方法對于制備金屬材料精密內(nèi)結(jié)構(gòu)零件來說是一種具有極強造型能力的層板器件方法。其具體過程為：1、在設(shè)計上，先將復(fù)雜內(nèi)部流道零件進行分層；2、利用腐蝕和機械方法加工出每一層的對應(yīng)結(jié)構(gòu)；3、將加工后的各層按設(shè)計順序疊放，并利用擴散焊將其連接成為最終零件。
現(xiàn)代模具行業(yè)中，為滿足產(chǎn)品尺寸精度以及成本控制的要求，對于模具冷卻提出了更高的要求，分層實體擴散焊方法憑借其在復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造方面的技術(shù)優(yōu)勢，被應(yīng)用于隨形冷卻水路的制造領(lǐng)域，其具有5點技術(shù)優(yōu)勢，分別為：1 可以基于產(chǎn)品形狀及冷卻要求進行任意復(fù)雜形狀的冷卻水路設(shè)計及制造；2 提高溫度均勻性和冷卻效率；3 減少成本約15%-60%；4 提高產(chǎn)品質(zhì)量，減小廢品率；5 針對復(fù)雜形狀產(chǎn)品，擴展傳統(tǒng)加工方法無法達到的換熱區(qū)域。
目前，多數(shù)模具冷卻水道的制造還是通過鉆孔、堵孔的方法完成，針對復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，如本圖中所示的鼠標(biāo)、肥皂盒等，無法對冷卻水道進行任意設(shè)計，以達到更高的冷卻效率。
而通過采用分層實體擴散焊制備冷卻流道，可以針對產(chǎn)品不同部位的冷卻需求，對冷卻流道進行針對性的設(shè)計，并通過分層實體擴散焊這一制造方法，完成復(fù)雜冷卻流道的加工。
同時針對復(fù)雜形式流道（如螺旋流道），傳統(tǒng)的制造方法更是可望而不可及，而新的制造方法的發(fā)展使得這類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的制造成為了可能，如 ：壓鑄鑲件；口紅蓋注塑模具鑲件；汽車水箱核心、拉鏈?zhǔn)搅慵诵牡取?/span>
下面將結(jié)合本公司的具體案例，介紹擴散焊技術(shù)在隨形冷卻流道制造中的具體應(yīng)用。
首先以串行螺旋冷卻流道為例，該產(chǎn)品由基板、流道板、蓋板組成，通過擴散焊的方法實現(xiàn)層板之間的焊接，工作過程中，冷卻水可以從基板流入，在流道板內(nèi)部，沿圓周方向均勻流過該流道板，到達上一層流道板，實現(xiàn)在隔層流道板之間的串行流動，隨后到達頂層并最終返回至基板，同樣，該結(jié)構(gòu)也可以實現(xiàn)冷卻水自上而下的串行流動，起到均勻冷卻的作用。
對于并行螺旋冷卻流道來說，該產(chǎn)品同樣由基板、流道板、蓋板組成，通過擴散焊的方法實現(xiàn)層板之間的焊接，在工作過程中，冷卻水經(jīng)內(nèi)部流道沿圓周方向均勻流過圓柱，起到均勻冷卻的作用。
對于平面冷卻結(jié)構(gòu)，擴散焊技術(shù)可以實現(xiàn)任何復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)的制造，如定型的平面螺旋結(jié)構(gòu)、半圓弧流道、凸凹流道、平滑轉(zhuǎn)角等結(jié)構(gòu)。
采用分層實體方法制造的熱流道分流板已在進口產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。
目前已成功解決了分流板分層制造過程中最關(guān)鍵的焊接問題，并對典型產(chǎn)品如一出八分流板、一出十六分流板和一出三十二分流板等）進行了試制。已在分流板焊前加工、焊接工藝、焊后變形等方面積累了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠很好的協(xié)助客戶完成擴散焊式分流板的制造。
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