不銹鋼的成型性能在很大程度上取決于材料在冷加工時,其屈服強度達到極限抗拉強度時的速度。當屈服強度和抗拉強度曲線之間的帶域寬度縮小時,說明成型將會受到限制,見圖4-6。圖4-6所示的屈服強度和抗拉強度曲線之間的寬度縮小,表明大部分屈服強度是可以使用的,但是任何進一步的變形即會導致破裂。另一方面,不銹鋼加工性能的提高,顯示出屈服強度和抗拉強度曲線間的寬度較寬,并沒有收斂,如12Cr17Ni7(301),在相同冷加工變形量的情況下,這種材料具有較高的塑性,在成型過程中允許有較大的變形。
1. 應力-應變關(guan)系
從許多試(shi)驗(yan)(yan)發(fa)現,如包括(kuo)杯突試(shi)驗(yan)(yan)、硬度(du)試(shi)驗(yan)(yan)、彎(wan)曲試(shi)驗(yan)(yan)、拉(la)伸試(shi)驗(yan)(yan)以及真實應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變拉(la)伸試(shi)驗(yan)(yan),對(dui)沖壓成(cheng)型(xing)的(de)所(suo)有(you)相關(guan)數值中(zhong),只(zhi)有(you)從真實應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變拉(la)伸試(shi)驗(yan)(yan)所(suo)得(de)的(de)數據,對(dui)冷成(cheng)型(xing)來說,才是最有(you)實際意義的(de)。
如圖4-6所示,12Cr17Ni7(301)不銹鋼成型所要求的能量要比其他奧氏(shi)體(ti)不銹鋼都大,同時在破裂前能經受最大的延伸。12Cr13(410)和10Cr17(430)不銹鋼成型時所需的能量很小,然而在較低的延伸率下即可能發生破裂。
圖4-7所示(shi)的(de)(de)(de)(de)為六種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)-延(yan)伸(shen)曲線(xian)。這(zhe)六種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,有(you)四(si)種奧氏(shi)體(ti)型(xing)(xing)(xing)(xing)12Cr18Mn9Ni4N(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr18N59(302)、06Cr19N10(304),一(yi)種馬(ma)氏(shi)體(ti)型(xing)(xing)(xing)(xing)12Cr13(410)和(he)一(yi)種鐵素(su)體(ti)型(xing)(xing)(xing)(xing)10Cr17(430)。其數據是從圖4-7所示(shi)的(de)(de)(de)(de)杯(bei)突(tu)試驗中得(de)到的(de)(de)(de)(de)。奧氏(shi)體(ti)型(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)破壞形式(shi)與12Cr13(410)和(he) 10Cr17(430)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)所不(bu)(bu)同(tong)。奧氏(shi)體(ti)型(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)破裂線(xian)在(zai)沖頭(tou)半徑處的(de)(de)(de)(de)邊緣上,而(er)且非常(chang)整齊,突(tu)杯(bei)底(di)部的(de)(de)(de)(de)裂口就(jiu)像(xiang)被沖切出來一(yi)樣,如(ru)圖4-7中所示(shi):而(er)12Cr13(410)及10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)破裂線(xian)則(ze)在(zai)突(tu)杯(bei)的(de)(de)(de)(de)側壁(bi),呈現尖銳的(de)(de)(de)(de)鋸(ju)齒狀,這(zhe)就(jiu)表(biao)明劇烈的(de)(de)(de)(de)冷(leng)加(jia)工使鋼(gang)(gang)板產(chan)生了較大的(de)(de)(de)(de)脆性。
不(bu)銹(xiu)鋼由(you)于(yu)具有較(jiao)高的屈服強度,所以(yi)成型(xing)(xing)(xing)時所需的成型(xing)(xing)(xing)力(也就(jiu)是成型(xing)(xing)(xing)能(neng)量)比(bi)低碳(tan)(tan)鋼要大得多(duo);一般(ban)說(shuo)來,要比(bi)低碳(tan)(tan)鋼大兩倍(bei)、因(yin)為奧(ao)氏體型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹(xiu)鋼在冷加(jia)(jia)工(gong)過(guo)程中(zhong)的加(jia)(jia)工(gong)硬化速度非常快,所以(yi)從原始(shi)狀態變(bian)形開始(shi)所需的成型(xing)(xing)(xing)力要比(bi)鐵素(su)體型(xing)(xing)(xing)鋼大得多(duo)、鐵素(su)體型(xing)(xing)(xing)鋼非常類似普(pu)碳(tan)(tan)鋼、雖然在開始(shi)塑性變(bian)形時也需要較(jiao)大的變(bian)形力、但(dan)變(bian)形開始(shi)以(yi)后即無(wu)需再(zai)增(zeng)加(jia)(jia)了。
2. n值(zhi)(zhi)與r值(zhi)(zhi)
薄(bo)板成型的(de)應變狀(zhuang)態(tai)可(ke)以(yi)用壓延(yan)和脹(zhang)形兩種形式來概括。它們對應的(de)失穩(wen)就(jiu)是起皺和頸縮。根據研究(jiu)證明,這兩種失穩(wen)的(de)臨界狀(zhuang)態(tai)與材(cai)料的(de)性能n、r值(zhi)密切(qie)有關。n、r值(zhi)被認(ren)為是材(cai)料的(de)基本成型性能指數(shu)。
深沖(chong)性是(shi)指金屬經過沖(chong)壓變(bian)形(xing)而(er)不產生裂紋等(deng)缺陷的能力(li)。
評(ping)定(ding)板材的(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)(shen)沖性時,首先選用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)杯突試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(埃氏Erichsen),這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)較為逼真(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)模擬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。杯突試(shi)(shi)驗(yan)(yan)是(shi)(shi)(shi)根據成杯時不開裂的(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)(shen)度,來(lai)評(ping)定(ding)材料深(shen)(shen)(shen)沖性的(de)(de)(de)(de)(de)優劣。這(zhe)(zhe)種(zhong)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)仍(reng)是(shi)(shi)(shi)目(mu)前廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)最簡單的(de)(de)(de)(de)(de)評(ping)定(ding)方(fang)法(fa)(fa)。隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)失效分析方(fang)法(fa)(fa),是(shi)(shi)(shi)借(jie)助(zhu)于相關研究(jiu)及變(bian)形過程的(de)(de)(de)(de)(de)分析,提(ti)出反映(ying)深(shen)(shen)(shen)沖性的(de)(de)(de)(de)(de)材料力學性能參量,對于這(zhe)(zhe)些參量的(de)(de)(de)(de)(de)進一步理解,可(ke)為提(ti)高(gao)材料的(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)(shen)沖性提(ti)供新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)途徑。
a. n值
n值是加工硬化(hua)指數,它反映了金屬材(cai)料隨著加工過程(cheng)而強化(hua)硬化(hua)的(de)速度。n值常(chang)常(chang)用拉(la)伸試驗的(de)結果來表達。
首先要說明(ming)的(de)(de)(de)是(shi)斷(duan)(duan)裂原因(yin)及影響(xiang)斷(duan)(duan)裂的(de)(de)(de)力學因(yin)素。深沖時,沖頭周圍的(de)(de)(de)變形很小,載荷(he)(he)是(shi)從杯(bei)底(di)(di)通過(guo)(guo)杯(bei)壁的(de)(de)(de)拉伸(shen)來傳遞(di)的(de)(de)(de)。假如(ru)載荷(he)(he)超過(guo)(guo)杯(bei)壁所能支持的(de)(de)(de)最(zui)大載荷(he)(he)時,便會(hui)在杯(bei)底(di)(di)出(chu)現斷(duan)(duan)裂,如(ru)圖4-7所示。這時,一般(ban)會(hui)發生縮(suo)頸,即(ji)均勻延伸(shen)終止。
拉伸時,縮(suo)頸發生在載(zai)荷最大時,這便是縮(suo)頸(或塑性失穩)的條件。
因此(ci),n值(zhi)愈(yu)大,則均勻拉(la)(la)伸值(zhi)大,愈(yu)不易縮頸(jing)而拉(la)(la)延斷裂,深沖(chong)性愈(yu)佳。
b. 形變引起的(de)各向異性
①. r值
r值(zhi)是(shi)塑性(xing)(xing)為(wei)異向(xiang)(xiang)性(xing)(xing)材料的深度(du)拉伸成型的特性(xing)(xing)評價指標(biao)。r值(zhi)是(shi)板材寬(kuan)度(du)方(fang)向(xiang)(xiang)的應(ying)變與厚(hou)度(du)方(fang)向(xiang)(xiang)的應(ying)變之(zhi)比。
我們要求(qiu)被拉(la)伸的(de)(de)(de)板(ban)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)杯(bei)壁抗拉(la)薄(bo)的(de)(de)(de)能力要強,這(zhe)樣就(jiu)不會(hui)在沖壓成型時由于杯(bei)壁減薄(bo)而開裂。也就(jiu)是說,希(xi)望板(ban)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)強度(du)具有各向(xiang)異性(xing),板(ban)面上的(de)(de)(de)強度(du)要低于板(ban)厚(hou)方向(xiang)的(de)(de)(de)強度(du)。這(zhe)種材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)各向(xiang)異性(xing)可(ke)以用簡單(dan)拉(la)伸試驗(見圖4-7)來測定(ding)寬度(du)方向(xiang)的(de)(de)(de)應變(bian)εw及厚(hou)度(du)方向(xiang)的(de)(de)(de)應變(bian)εt,這(zhe)樣就(jiu)能夠(gou)得到(dao)應變(bian)之(zhi)比r為:
r=εw/εt 很明顯,r值(zhi)愈大,則深沖(chong)性愈佳。
r值(zhi)主要是由于(yu)晶體(ti)織構引起的,人們試圖建立(li)這兩者之(zhi)間的定量關系(xi),然(ran)后通過控(kong)制(zhi)織構來改變(bian)r值(zhi)。
②. 平均值r
可以測定板面(mian)不同方(fang)向的(de)(de)(de)r值(zhi),如圖4-8所示的(de)(de)(de)0°、45°、90°的(de)(de)(de)r值(zhi),然后采取不同的(de)(de)(de)權重方(fang)法(fa)求(qiu)得r的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)值(zhi),例如:
r=1/4(ro+2r45+r90) 式中(zhong)(zhong) 平均值(zhi)7-塑性(xing)為異向性(xing)的(de)材料拉伸(shen)成型特性(xing)評價的(de)重(zhong)要(yao)指(zhi)標。鐵素體系列不銹鋼中(zhong)(zhong),其(qi)平均值(zhi)r越大,其(qi)極限拉伸(shen)比就(jiu)越高。
c. 雙向變(bian)形(xing)的成型極限
如圖4-9所(suo)示,拉(la)伸(shen)(shen)時的(de)(de)(de)杯壁(bi)和凸緣都處(chu)于(yu)雙向載荷,雖然用單向拉(la)伸(shen)(shen)確定的(de)(de)(de)n值和r值,基本上也能較好地了(le)解深(shen)沖過(guo)程。但是(shi),從(cong)雙向變(bian)形(xing)來理解深(shen)沖,是(shi)對深(shen)沖理論更進一步的(de)(de)(de)發展。當(dang)出現明顯縮頸(jing)時,板材表面上的(de)(de)(de)最(zui)大應(ying)(ying)變(bian)與最(zui)小應(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)(de)關系(xi):應(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)(de)組合低(di)于(yu)最(zui)大應(ying)(ying)變(bian)(成型(xing)(xing)(xing)極限(xian))時不會(hui)發生開(kai)裂(lie),而高(gao)于(yu)最(zui)大應(ying)(ying)變(bian)(成型(xing)(xing)(xing)極限(xian))時就會(hui)開(kai)裂(lie)。由此還可以將(jiang)沖壓成型(xing)(xing)(xing)區分為兩種成型(xing)(xing)(xing)工藝,那(nei)就是(shi)具(ju)有正的(de)(de)(de)最(zui)小應(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)(de)成型(xing)(xing)(xing)叫(jiao)做拉(la)伸(shen)(shen)型(xing)(xing)(xing),而具(ju)有負的(de)(de)(de)最(zui)小應(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)(de)成型(xing)(xing)(xing)叫(jiao)做沖壓型(xing)(xing)(xing)。
①. 拉伸(shen)極限(xian)比(LDR)
拉(la)伸(shen)加(jia)工時(shi),相對于容(rong)器(qi)直徑d,可(ke)能拉(la)伸(shen)的(de)最大(da)原料板直徑為Dmax時(shi),Dmax/d則稱為極(ji)限拉(la)伸(shen)比。
②. 拉伸(shen)皺折
鐵(tie)素體系列(lie)不銹鋼在沖床(chuang)上進行(xing)深度(du)拉伸(shen)加(jia)工時,在其表面上容易產生凹凸(tu)不平的皺折(zhe)。可(ke)認為是組合結構不同而引起的塑性異向性。
③. 時效(xiao)性斷裂(lie)
奧氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)列(lie)不(bu)銹鋼(gang),如06Cr19Ni10(304)等(deng)準穩定(ding)型奧氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)列(lie)不(bu)銹鋼(gang),在加工(gong)后(hou)有發(fa)生時(shi)效性裂(lie)紋的(de)現(xian)象,但它與晶粒(li)、晶界無關。一般認為是由于冷加工(gong)變(bian)形時(shi)誘變(bian)的(de)馬氏體(ti)(ti)、氫(qing)和殘余應力所致。
不(bu)銹鋼(gang)沖壓成型(xing)產品的(de)需求,與沖壓加(jia)工(gong)技術的(de)進步和發展(zhan)有著很(hen)大關系。同時也使得鐵素體系列不(bu)銹鋼(gang)深(shen)加(jia)工(gong)性鋼(gang)種(zhong)已經產品化。成型(xing)加(jia)工(gong)可以選定平均(jun)值r在1.2~1.8,拉伸極(ji)限比為2.2~2.5的(de)鋼(gang)種(zhong)。
在不銹鋼制品的沖壓加工成型中,如果使用的是奧氏體或鐵素體系列不銹鋼的高加工性能鋼時,就可以進行一定程度的深度拉伸加工。奧氏體系列不銹鋼的代表型鋼種06Cr19Ni10(304不銹鋼(gang)),因為它的拉伸極限比為2.5,可以進行相對較大的深度拉伸加工。但由于加工硬化傾向大而急劇,增加了加工難度,有時竟會發生裂紋或斷裂。為此,在加工過程中就需要增加一道熱處理工序,熱處理之后再進行深度拉伸加工。還必須注意,奧氏體系列不銹鋼的奧氏體穩定程度較低的鋼種經過拉伸后,有可能產生時效開裂現象。
近年來,新開發出的不(bu)銹鋼熱(re)沖壓技術(shu),實現了超(chao)深拉伸加(jia)工。熱(re)沖壓技術(shu)就是將凹模或者凸模其中之一進行加(jia)熱(re),這樣不(bu)銹鋼原(yuan)來的拉伸程度就可以提(ti)高1.5~2.0倍。
3. 成型(xing)因數
拉伸(shen)(shen)性(xing)能(neng)主要是(shi)用鋼材(cai)冷加(jia)(jia)工(gong)硬化率的(de)一個(ge)函數n來表(biao)示(shi)。n是(shi)真應(ying)力-真應(ying)變(bian)(bian)曲線的(de)斜率,它也(ye)(ye)等于拉伸(shen)(shen)試(shi)驗中(zhong)從均勻伸(shen)(shen)長(chang)到(dao)頸縮(suo)開(kai)始時的(de)真應(ying)變(bian)(bian)。在(zai)n值(zhi)(zhi)高的(de)材(cai)料(liao)中(zhong),局(ju)(ju)部變(bian)(bian)形(xing)(xing)導致強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)急劇(ju)升高,其結(jie)果是(shi)抗拒進(jin)一步(bu)變(bian)(bian)形(xing)(xing),也(ye)(ye)是(shi)變(bian)(bian)形(xing)(xing)最劇(ju)烈的(de)區域。因而(er)隨后的(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)被(bei)轉移到(dao)鄰(lin)近應(ying)變(bian)(bian)較弱(ruo)的(de)區域,這就形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了(le)應(ying)變(bian)(bian)在(zai)大面積范圍(wei)內(nei)的(de)均勻分布(bu)。在(zai)n值(zhi)(zhi)低的(de)材(cai)料(liao)中(zhong),最終斷裂之前,局(ju)(ju)部變(bian)(bian)形(xing)(xing)不能(neng)使強(qiang)(qiang)度(du)(du)增加(jia)(jia)到(dao)足以阻止變(bian)(bian)形(xing)(xing)繼續進(jin)行,因而(er)使得頸縮(suo)區變(bian)(bian)窄。此(ci)時的(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)是(shi)集中(zhong)的(de),而(er)不是(shi)分布(bu)在(zai)整(zheng)個(ge)區域上。加(jia)(jia)工(gong)硬化性(xing)主要是(shi)由化學成(cheng)(cheng)分決(jue)定的(de)。
拉伸(shen)(shen)性能(neng)與塑性應變(bian)(bian)(bian)之(zhi)比r有(you)(you)關(guan)。r是(shi)(shi)薄板的(de)(de)(de)平面應變(bian)(bian)(bian)與厚度(du)方向的(de)(de)(de)應變(bian)(bian)(bian)之(zhi)比。實(shi)際上,r是(shi)(shi)材料(liao)抗變(bian)(bian)(bian)薄的(de)(de)(de)一種量度(du),它與加(jia)工(gong)硬化率無關(guan)。F>1時,表示材料(liao)具(ju)有(you)(you)較為(wei)有(you)(you)利變(bian)(bian)(bian)形的(de)(de)(de)晶(jing)體織構或取向,而且它是(shi)(shi)受軋制和退火方法所(suo)控制的(de)(de)(de)。材料(liao)r值高(gao)時,表示當它被(bei)拉伸(shen)(shen)進(jin)入模具(ju)時,它的(de)(de)(de)凸緣部分比較容易被(bei)壓縮,但被(bei)拉伸(shen)(shen)部分的(de)(de)(de)側壁則(ze)能(neng)夠承受較高(gao)的(de)(de)(de)拉伸(shen)(shen)負載,而不會(hui)變(bian)(bian)(bian)得(de)太薄和引起(qi)斷裂,這些對于成型(xing)是(shi)(shi)極為(wei)有(you)(you)益的(de)(de)(de)。
雖然可(ke)以(yi)從模擬試驗(yan)中獲(huo)得有(you)關拉伸(shen)性能和(he)延伸(shen)性能方面(mian)的有(you)關數據(ju),但是,由于(yu)成型(xing)過(guo)程中存在著諸如潤滑、模具圓角(jiao)和(he)間隙以(yi)及沖(chong)壓速度等機械方面(mian)的變化(hua)因(yin)素,所(suo)以(yi)只有(you)仔細地將(jiang)這(zhe)些因(yin)素標(biao)準化(hua),否則就不(bu)可(ke)能得到有(you)實際意(yi)義的結果。
在(zai)單純(chun)的(de)(de)(de)拉伸成型(xing)操作中(zhong),壞(huai)料(liao)的(de)(de)(de)凸(tu)緣被壓邊環牢(lao)牢(lao)壓住(zhu),避免(mian)了(le)(le)坯料(liao)被拉入模具(ju)中(zhong)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)。確(que)定(ding)拉伸性能(neng)的(de)(de)(de)模擬試(shi)(shi)(shi)驗,有杯(bei)突試(shi)(shi)(shi)驗及(ji)水(shui)力擴(kuo)管(guan)試(shi)(shi)(shi)驗。在(zai)杯(bei)突試(shi)(shi)(shi)驗中(zhong),材(cai)料(liao)(試(shi)(shi)(shi)樣)被一個半球形的(de)(de)(de)沖頭在(zai)模具(ju)中(zhong)進(jin)行拉伸。在(zai)擴(kuo)管(guan)試(shi)(shi)(shi)驗(Olsen)中(zhong),圓管(guan)是(shi)(shi)用(yong)水(shui)力而(er)不是(shi)(shi)沖頭,通過模具(ju)的(de)(de)(de)開口擴(kuo)展,這樣避免(mian)了(le)(le)由于使用(yong)機(ji)械工(gong)具(ju)而(er)帶來的(de)(de)(de)一些(xie)影(ying)響因素。在(zai)這些(xie)試(shi)(shi)(shi)驗中(zhong),判斷的(de)(de)(de)標(biao)準是(shi)(shi)發生破裂時杯(bei)突的(de)(de)(de)高(gao)度(du)(或(huo)深(shen)度(du))及(ji)圓管(guan)的(de)(de)(de)凸(tu)起量。
在拉(la)(la)伸(shen)成(cheng)(cheng)型時(shi),坯(pi)料(liao)(liao)凸緣受到(dao)約束,與(yu)此相反,在沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型加工時(shi),對凸緣的(de)(de)夾持壓力是(shi)由一個雙向作用(yong)的(de)(de)壓力裝(zhuang)置(zhi)來控制(zhi),以使金屬流入模(mo)具(ju),而(er)不(bu)發(fa)生拉(la)(la)伸(shen)或褶皺。沖(chong)壓性能是(shi)采用(yong)可以確定拉(la)(la)伸(shen)極限比(bi)(bi)試(shi)驗來測(ce)量的(de)(de)。直徑逐漸增(zeng)大(da)的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)被拉(la)(la)制(zhi)成(cheng)(cheng)圓筒(tong)形的(de)(de)平底杯,以便確定可以成(cheng)(cheng)功地(di)進行拉(la)(la)伸(shen),而(er)不(bu)致開(kai)裂的(de)(de)坯(pi)件的(de)(de)最(zui)大(da)尺寸(cun)限度。拉(la)(la)伸(shen)極限比(bi)(bi)等(deng)于最(zui)大(da)的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)直徑除以沖(chong)頭直徑。潤(run)滑方法、模(mo)具(ju)圓角和間隙(xi)都必須(xu)標準化,以便取得能夠重復出現的(de)(de)比(bi)(bi)較(jiao)值(zhi)。在表4-1中,對各種(zhong)常用(yong)不(bu)銹鋼的(de)(de)成(cheng)(cheng)型性試(shi)驗數(shu)(shu)據(ju)(ju)與(yu)低碳鋼的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)進行了比(bi)(bi)較(jiao)。
奧氏體不銹鋼(gang)在拉(la)(la)伸(shen)(shen)操作(zuo)中的(de)優越性,可以(yi)從它具有高的(de)加工(gong)硬化(hua)率和(he)擴管試驗的(de)數值中看出來。比(bi)(bi)(bi)較起來,鐵素體不銹鋼(gang)在拉(la)(la)伸(shen)(shen)成型(xing)性方(fang)面(mian)稍差些,但也完全可以(yi)用于(yu)拉(la)(la)伸(shen)(shen)和(he)沖壓兩者相結合的(de)大多數成型(xing)加工(gong)中。所有這些不銹鋼(gang)都有極好的(de)沖壓性能,這可以(yi)從它們的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)極限比(bi)(bi)(bi)和(he)應(ying)變(bian)比(bi)(bi)(bi)值看出來。
由于這(zhe)些(xie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具(ju)有極好的固(gu)有性能(neng),所(suo)以凡適用(yong)(yong)于碳鋼(gang)(gang)的所(suo)有的成(cheng)(cheng)型工藝(yi),對這(zhe)些(xie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)也都是(shi)適合的。但是(shi),對于奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)的高(gao)強度、高(gao)加工硬化率和變形時需用(yong)(yong)較高(gao)的壓(ya)力和成(cheng)(cheng)型負荷,以及成(cheng)(cheng)型對工具(ju)和模具(ju)的強摩擦等情(qing)況,必須(xu)做好相應(ying)的預防(fang)措施。
最(zui)大(da)的均勻應變(bian)(bian)是(shi)衡量不銹鋼(gang)沖(chong)壓成型性的最(zui)重要(yao)因(yin)素。一(yi)塊不銹鋼(gang)板(ban)坯料在成型時,我們希望其各(ge)部(bu)分都能產生(sheng)均勻變(bian)(bian)形。如果鋼(gang)板(ban)的任一(yi)斷面的應變(bian)(bian)超過最(zui)大(da)均勻應變(bian)(bian)時,則該(gai)處即會立(li)即產生(sheng)局部(bu)頸縮現象并導致(zhi)開裂,由于(yu)只(zhi)有一(yi)個待定的總伸長值是(shi)均勻的,所以用拉伸試樣的總應變(bian)(bian)(或延伸)來表(biao)示沖(chong)壓成型性是(shi)不可靠的。
在分析沖壓成型(xing)(xing)(xing)性時,除(chu)均勻應變(bian)外,其(qi)他因(yin)(yin)素都(dou)必須(xu)予以考慮,如成型(xing)(xing)(xing)性因(yin)(yin)數(shu)。成型(xing)(xing)(xing)性因(yin)(yin)數(shu)是可計算(suan)出來的(de)一(yi)個參數(shu),當成型(xing)(xing)(xing)性因(yin)(yin)數(shu)小時,則表明沖壓成型(xing)(xing)(xing)性得(de)到改(gai)善和提高。
成(cheng)型(xing)(xing)性因數是精確表示不銹鋼沖壓成(cheng)型(xing)(xing)性的一個指標參(can)(can)數。對壓力成(cheng)型(xing)(xing)性的這一指標參(can)(can)數來說(shuo),該(gai)參(can)(can)數的計算公式(shi)表明(ming),影(ying)響成(cheng)型(xing)(xing)性的三個拉(la)伸性能指標中,均(jun)勻應變最為重要。
通過對上述(shu)分析可以看出(chu),為了獲得(de)最佳的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing)(成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing)因(yin)數較低(di)),我(wo)們希望最大(da)負荷(he)(he)下(xia)(xia)的(de)應力(li)(li)值低(di),均(jun)勻(yun)(yun)應變(bian)(bian)(bian)高和變(bian)(bian)(bian)形功大(da)。但是(shi)(shi),要想(xiang)使(shi)最大(da)負荷(he)(he)下(xia)(xia)應力(li)(li)值低(di)而均(jun)勻(yun)(yun)應變(bian)(bian)(bian)又高,這(zhe)兩個因(yin)素是(shi)(shi)相互矛盾的(de)。如果(guo)為了改善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing),使(shi)最大(da)負荷(he)(he)下(xia)(xia)的(de)應力(li)(li)降(jiang)低(di)時,則均(jun)勻(yun)(yun)應變(bian)(bian)(bian)也(ye)會(hui)同時降(jiang)低(di)。由于均(jun)勻(yun)(yun)應變(bian)(bian)(bian)是(shi)(shi)影響成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing)的(de)最重要因(yin)素,所以最大(da)負荷(he)(he)下(xia)(xia)的(de)應力(li)(li)愈低(di),其實(shi)際結果(guo)不是(shi)(shi)提高而是(shi)(shi)降(jiang)低(di)了成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing)。為了改善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性(xing),必須增加均(jun)勻(yun)(yun)應變(bian)(bian)(bian)值,甚至可以“犧牲(sheng)”公(gong)式(shi)中的(de)其他(ta)因(yin)素。