[發明專利]一種用于制造金屬板加工工具的方法及工具

在審

• 申請號: 201410336012.1
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104289823A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 托爾斯滕·黑爾費爾德;雷蒙德·尤金·普夫利奇;安吉洛·平圖斯;弗蘭克·施賴伯;阿爾方斯·費舍爾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆

技術領域

本發明涉及一種用于制造金屬板加工工具的方法以及其工具。

背景技術

鈑金工具用于材料和工件的外形塑造。作為用于金屬板加工的工具，它們具有例如切削和/或成型功能。為了使金屬板徑直成型，尤其采用拉拔工具。相比之下，切削功能需要借助于切削工具來實現。除了旋轉的切削工具，它們還可以例如剛性連接到執行升降運動的機械。根據切削工具的構造，借助于切屑清除方法或借助于分切方法，使得這些分離的操作成為可能。分切切削工具具有為此目的的幾何地定義的例如刀刃的形式的切削刃。

更高強度和高強度的金屬板的逐步發展迫切需要用于加工它們的鈑金工具持續發展。尤其是，汽車工業在加工這樣的金屬板方面，對尺寸穩定性以及針對此目所需要的工具的途徑和效率的穩定性，提出迫切的需求。在高的工具成本以及工具更換中發生的停工時間的背景下，因此，致力于每個工具可加工的金屬板的數量盡可能地高。此外，應用的工具針對它們的維修和更新應當具有簡單及持久的可能性。

為了增加這種類型的工具的耐磨性，它們有時完全由高合金材料制成。此外，為了獲得盡可能堅固和精細結構的工具，尤其是，為此目的采用粉末冶金生產方法。然而這有時會導致高材料成本。此外，以這種方式制造的工具需要的維修措施常常僅以受限制的方式施行，或甚至是不可能的。這樣，任何的表面焊接和/或修復焊接的不可避免的結果是在這種情況下加工區域僅通過使用的焊接材料接觸待加工的金屬板。這樣再加工后，結果是其余工具本身的強度優勢實質上并不重要了。繼而大多需要在在短時間內完全替換工具而由此產生了附加的成本因素。

而且，在后期階段有時必須對這樣的工具實施表面檢測的情況下會產生附加的困難，例如起拱。在這樣的情況下借助于增層產生的起拱可能是必須的，以便于，例如在拉拔工具的情況下，以提高材料的拉拔流動。同時，有時，僅需要非常小的堆疊厚度。然而，在這種情況下，增層必須具有高的耐磨性，同時，是可以機械加工的。而且，應該能夠加工得越薄越好，并且沒有焊濺。然而，由于在這樣情況下不可能使得整個工具隨后在熔爐內硬化，增層必須也已經具有足夠的硬度。

為了增加鈑金工具、尤其是它們的制造方面的效率，現有技術中已知有進一步的方法和實施方式。這些方法和實施方式提供了例如成本低的基板或基體的應用，該基板或基體與例如相對較硬的或硬化的切削區域相結合。

DE102007044662A1公開了一種切削工具以及用于生產這樣的切削工具的方法。切削工具尤其用于裁切金屬板。切削工具具有由成本低的鑄鐵制成的基體。提供用于裁切金屬板的切削工具的子區域設計為切削刃。在這種情況下切削刃具有硬度大于基體的鑄鐵的材料。為了形成切削刃，在基體上焊接多個彼此緊挨以及上下緊挨的焊縫，并且隨后進行加工，從而降低應力。為了將較硬的材料焊接到基體，可以采用附加的適合鑄鐵的焊接的材料。進一步地，為了形成切削刃，可以在基體上提供凹陷，在其中至少應用一些焊縫。在切削刃磨損范圍內，通過焊接上新的焊縫來進行更新，同時保持了由鑄鐵制成基體。

DE19530641C1同樣地公開了一種切削工具和一種用于制造和更新這樣的用于將紙裁切到合適尺寸的切削工具的方法。切削工具具有由成本低的回火鋼材制成的基體，并具有更高硬度的切削刃。切削刃形成為基體上的增層。為此目的，該教導是應用光束輔助焊接方法施加增層，在其金屬基體內嵌入硬質相。增層較佳地具有鐵、鎳或鈷基材，在其內嵌入具有占體積5％至80％的體積分數的硬質相。建議的焊接方法例如能夠在激光束或電子束、電弧和/或等離子體的輔助下實施。增層本身例如能夠借助于粉末的、線形的和/或膜狀添加劑施加。進一步地，同樣地，可以在基體上設置凹陷，從而至少部分地容納增層。為了獲得理想的切削刃的形狀，可以借助于磨削操作進行相應加工。

DE4134134A1公開了一種用于由鑄鐵制成的部件的表面處理的方法及其應用。在這種情況下，表面處理由通過線狀或粉狀形式傳遞的材料的堆焊實施。目標是防止對鑄鐵和增層之間的過渡區域的性能造成的任何影響，例如對硬度造成的影響。為此目的，為了形成增層，鑄鐵部件較佳地借助于粉末或線狀形式的鐵基或鐵/鉻基的合金進行焊接。原則上，合金可以具有例如鎳、鈷或鐵基，其具有銅，鉻，硅，或硼中的至少一種組分并且還具有附加的鋁和/或鎂和/或鈣的添加劑。在測試中已經發現，尤其是，最后提到的添加劑在防止對過渡區域的材料性能——例如硬度——的另外的常見不良影響方面是決定性的。