04扩散焊技术及其在模具行业中的应用简介-2018

扩散焊固相增材制造在模具行业的应用陕西智拓固相增材制造有限公司深圳智拓精密机械技术有限公司—扩散焊固相增材制造技术、装备、工程化产品一体化解决方案供应商陕西智拓收藏于大英博物馆的制作于公元前530–480年伊特鲁里亚珠宝(TLP-DB:Cd+Au)现代扩散焊技术在制造业中的应用始于20世纪30~40年的前苏联与英国一、扩散焊技术的起源陕西智拓二、扩散焊基本原理介绍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件的冶金结合。技术优势焊接强度高适焊的材料最为宽泛焊接变形小最适合复杂结构的精密焊接上压杆炉壳下压杆下压块上压块加热体工件1工件2真空室陕西智拓二、扩散焊基本原理介绍母材A母材BHeatPressureVacuum/Protectivegas界面微观组织渐变过程：a初始塑性变形阶段；b界面原子的互扩散和迁移；c界面及孔洞的消失。具体过程如插图a、b、c和d所示。abcd陕西智拓三、扩散焊接头不同材料接头平均抗拉强度H13-H131642.61AISI420-AISI4201176.56S136-S136888.40断口形貌陕西智拓三、扩散焊接头陕西智拓预留边缘接缝预留边缘接缝金相分析试样三、扩散焊接头拉伸式样拉伸曲线图6铍铜（AMPCOLOY83）与钢(S136)拉伸接头目前本公司已研发出了全系列模具钢产品的扩散焊接工艺。2016年针对注塑模具产品需求，重点研究了铍铜与钢的高强扩散连接方法，目前连接强度最大可达到400MPa；陕西智拓高温合金之间扩散焊TC4扩散焊制造水冷板扩散焊可焊接材料范围广泛——同种金属或不同金属：三、扩散焊接头铍铜与耐热钢银和铝扩散焊制备大功率电极铝合金与氧化铝陶瓷扩散焊碳/碳复合材料与钛合金TC4扩散焊非金属扩散焊(石墨与单晶硅扩散焊)总之，材料范围很广，常用模具钢材均适用。扩散焊可焊接材料范围广泛——金属与非金属：三、扩散焊接头四、扩散焊增材制造技术基本原理扩散焊增材制造技术（分层实体扩散焊制造技术）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（LaminatedObjectManufacturing，LOM）。是区别于3D打印液相增材制造的一种技术，对于金属材料精密内结构零件具有极强造型能力的层板器件方法，即分层实体扩散焊制造。陕西智拓陕西智拓➢特别适用加工内置复杂结构的腔体零件；➢内壁表面精度高、尺寸精度高；➢获得与母材等价的材料性能。（机械性能、抛光性能、导热、导电）海上油气开采精细化工核能功率电子冷却航空航天新能源汽车注塑模具电子通讯应用领域五、扩散焊增材制造技术特点12/42✓随形水路应用背景✓扩散焊在模具行业应用✓设计✓案例扩散焊在模具行业中的应用介绍模具为什么需要良好的冷却?降温控温匀温缩短周期稳定品质(产品,模具)减少应力开裂变形(产品,模具)良好冷却提升模具品质提升竞争力一、随形水路应用背景2、提高温度均匀性和冷却效率；3、减少成本约15%-60%；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流道设计及制造；一、随形水路应用背景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。随形水路优势陕西智拓一、随形水路应用背景冷却水路的设计型式:冷却水路的设计型式:2D传统冷却水路随形冷却水路随形冷却水路一、随形水路应用背景传统水路与随形水路对比：一、随形水路应用背景传统水路随形水路设计受限高更灵活加工工艺简单，复杂产品加工复杂工艺复杂，复杂产品加工简单温度场均匀性和效率一般均匀性高，冷却效率高成本直接成本低间接成本低可靠性水塞、胶圈、误差导致泄露问题；大量钻孔导致强度降低取决于扩散焊、3D打印稳定性3种冷却水路的优劣对比优势(3)劣势(1)一般(2)结论:随形水路综合优势好,其中采用扩散焊的优势更好!宜大面积推广使用。一、随形水路应用背景一、随形水路应用背景传统模具采用随形冷却流道减少注塑生产周期百分比20%30%40%销售额生产销售98.3%98.3%98.3%98.3%模具收入7.8%7.8%7.8%7.8%减：模具销售成本-6.9%-6.9%-6.9%-6.9%其他营业收入0.9%0.9%0.9%0.9%总销售额100.0%100.0%100.0%100.0%销售成本原材料33.9%33.9%33.9%33.9%采购件5.7%5.7%5.7%5.7%其他直接费用2.4%2.4%2.4%2.4%直接人工10.7%8.6%7.5%6.4%管理费用26.7%26.7%26.7%26.7%总销货成本79.4%77.3%76.2%75.1%毛利润20.6%22.7%23.8%24.9%销售总务管理支出12.8%12.8%12.8%12.8%营业收入7.8%9.9%11.0%12.1%销售额($)600,000600,000600,000600,000营业收入($)46,80059,40066,00072,600%利润提高26.9%41.0%55.1%不同效率随形冷却流道注塑模具与传统模具的资金损益表陕西智拓二、扩散焊在模具行业应用扩散焊技术实现模具随形水路制造⚫可实现大尺寸大面积焊接；⚫减少大量钻深孔及堵孔工艺；⚫解决冷却水泄露问题；⚫水路设计更灵活；二、扩散焊在模具行业应用扩散焊技术制造分流板⚫确保每个模穴达到完全自然平衡；⚫无尖角或死区；⚫内壁光滑；⚫结构可设计性强。846.32082.51128.32065.93476.30100020003000400020072008200920102011年份年产值日本某模具行业扩散焊服务商，2006年7月成立，员工20人，成立次年的产值便为846.3万元人民币，而2011年翻了4倍达到了3476.3万元。二、扩散焊在模具行业应用陕西智拓陕西智拓2019年4月24日星期三4时51分29秒23工件尺寸——最大500*500*380最大焊接面积——200000mm2流道尺寸——最小0.5mm,流道最小间距3mm材料——模具钢、不锈钢、铝、铜等三、扩散焊模具设计设计参考：此模由于热嘴冷却充分的需要，设计了环形运水，使热嘴头部得到充分冷却。材料1.2083ESR,HRC50-52四、案例1最终成品，热嘴冷却得到极大改善四、案例1四、案例2完成的零件：产品为汽车上的结构柱，实心冷却周期长水路滑块材质：1.2343数量：4件滑块成型部位需抛镜面陕西智拓显示器底座；材料:ABS；底座肋骨位冷却慢；材料1.2344；HRC48-52四、案例3采用异形水路滑块组装使用边缘留余量，焊接后开粗加工5件滑块组装配合使用，组成产品模仁四、案例3解决了原钻孔方案冷点的问题，注塑周期缩短四、案例4⚫圆弧形水路；⚫医疗呼吸嘴产品⚫作为镶件，组装应用；⚫解决局部冷却问题。⚫改善产品局部出现的热应力集中、白化、褶皱等品质问题；⚫缩短冷却周期，提高表面质量。陕西智拓四、案例5◆3D水路◆完全覆盖产品冷却部位◆温度场均匀一致◆冷却时间缩短◆产品表面质量高◆注塑产品高光亮，无焊缝陕西智拓五、水路维护陕西智拓ZTW智拓五、水路维护陕西智拓五、水路维护陕西智拓“陕西智拓固相增材制造技术有限公司”坐落在陕西省渭南高新技术开发区，是国内唯一一家扩散焊固相增材制造高技术企业，集装备研制、工艺创新和产品开发为一体。公司以归国博士为核心，以“985”高校博硕士毕业生为骨干、以西北工业大学特聘专家为顾问构建高层次人才团队。“陕西智拓”聚焦制造技术国际前沿，以“2025智能制造、绿色制造、中国制造”为指引方向，专注于集成、高效、复杂结构零件的扩散焊技术的开发、孵化、推广。目前公司已为航空、航天、航海、轨道交通、新能源汽车、核能、太阳能热电、火电、石油化工、电子信息、注塑模具、仪器仪表等诸多领域提供关键技术和产品。针对注塑行业对随形流道类产品制造的迫切需求，公司成立了深圳智拓精密机械技术有限公司，专注于模具、机械行业扩散焊、3D打印增材制造，并真诚欢迎各界同仁前来交流合作！六、公司简介陕西智拓陕西智拓扩散焊固相增材制造装备➢自主研制➢可加工尺寸1200mm*800mm*800mm（国内最大）➢设备数量国内最多（10台）、型号最全➢设备能力国内领先、国际一流陕西智拓ZTF8-1000陕西智拓ZTF4-200陕西智拓车间1六、公司简介陕西智拓深圳智拓制造车间六、公司简介➢目前最大可焊接300*300*200，最大焊接面积7万平方毫米➢设计最大可焊接320*320*220，最大焊接面积9万平方毫米,12月安装七、客户群陕西智拓2019年4月24日星期三4时51分29秒39陕西智拓