影響不銹鋼成型性的主要因素包括屈服強度、抗拉強度、延伸率以及加工硬化,除此之外,不銹鋼(gang)的化學成分也是影響其成型的重要因素之一。
1. 加工硬化
不銹鋼的(de)(de)加(jia)工硬(ying)化率(系(xi)數)是(shi)影響成型(xing)(xing)性能的(de)(de)另一重要(yao)因素。如果某種鋼具有高的(de)(de)加(jia)工硬(ying)化率,則(ze)它就需要(yao)較大的(de)(de)成型(xing)(xing)力,這將不可避免地造(zao)成工具和(he)沖模的(de)(de)較大、較快(kuai)的(de)(de)磨損。
如加(jia)工(gong)硬化系數降低(di),則(ze)會使(shi)均(jun)勻應(ying)變(bian)、變(bian)形力(li)及最大負(fu)荷(he)下的(de)應(ying)力(li)都(dou)隨之而降低(di),這(zhe)些因(yin)素的(de)互相影響,又會最終導致成(cheng)型性能的(de)下降。最佳成(cheng)型性能是(shi)低(di)的(de)加(jia)工(gong)硬化率和所能得到的(de)最長模具使(shi)用壽命相互矛盾因(yin)素的(de)統一,但(dan)在(zai)同(tong)一種鋼上,這(zhe)兩者是(shi)不可兼(jian)顧的(de)。
2. 彈性(回彈)
沖壓成(cheng)型(xing)時的(de)(de)第(di)二個重(zhong)要因(yin)素是彈(dan)性(xing)(xing)效(xiao)應,即某(mou)種金屬在成(cheng)型(xing)后(hou)(hou)(hou)(hou)的(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)回復。人們希(xi)望彈(dan)性(xing)(xing)效(xiao)應最小(xiao)為好。當某(mou)種金屬在塑性(xing)(xing)區(qu)變形時,如(ru)成(cheng)型(xing)應力消除后(hou)(hou)(hou)(hou),會(hui)出現一(yi)條平行(xing)于(yu)拉伸曲線的(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)部分的(de)(de)直線,這(zhe)就(jiu)是彈(dan)性(xing)(xing)回復線。降(jiang)低屈服應力會(hui)導致彈(dan)性(xing)(xing)后(hou)(hou)(hou)(hou)效(xiao)值下降(jiang),而(er)增加加工硬化系數則會(hui)使彈(dan)性(xing)(xing)后(hou)(hou)(hou)(hou)效(xiao)值提高(gao)。
回(hui)彈(dan)可以通過(guo)減小(xiao)彎(wan)曲半徑(jing)或者少量(liang)的過(guo)彎(wan)曲來控制(zhi)。
3. 彎曲半徑
對(dui)(dui)于任何金(jin)屬,成(cheng)型(xing)而(er)沒有(you)開(kai)裂(lie)的(de)最小(xiao)的(de)半(ban)徑(jing)稱(cheng)為最小(xiao)彎(wan)(wan)曲半(ban)徑(jing)。最小(xiao)彎(wan)(wan)曲半(ban)徑(jing)可以按(an)照鋼板(ban)或鋼帶(dai)厚度的(de)增(zeng)加(jia)(jia)按(an)比例增(zeng)加(jia)(jia)。對(dui)(dui)于大多數軟金(jin)屬或者塑性鋼來說,如退火后(hou)的(de)不銹鋼,零半(ban)徑(jing)彎(wan)(wan)曲(對(dui)(dui)折)成(cheng)型(xing)是(shi)可能的(de)。當接觸處180°彎(wan)(wan)曲,沿(yan)著兩張鋼板(ban)的(de)邊部成(cheng)型(xing)一個聯合(he)結合(he)部。所用的(de)彎(wan)(wan)曲工具(ju)邊緣必須是(shi)圓滑而(er)不是(shi)尖(jian)銳(rui)的(de),否(fou)則在(zai)成(cheng)型(xing)時會割傷鋼板(ban)。
通常,對于退火材料,彎曲半徑(R)等于材料厚度(δ)時,能滿足大部分工程需要。冷加工材料,需要較大的彎曲半徑,如1/4H材料的彎曲半徑R=(1~1.5)δ,3/4H材料彎曲半徑R=(3~6)δ。彎曲半徑的選擇必須考慮鋼種的等級,如雙相不銹(xiu)鋼就需要較大的半徑。
4. 冷成型性的改善
提高(gao)不銹鋼成(cheng)型性(xing)能的最佳辦(ban)法(fa)是降低屈服應力(li)。利用提高(gao)最大均勻(yun)應變的方法(fa)將會(hui)(hui)改善成(cheng)型性(xing)能。此外,彈性(xing)效應的附加(jia)(jia)影響將會(hui)(hui)被(bei)削弱而工具(ju)壽命不受影響。同時(shi),加(jia)(jia)工硬(ying)化率(lv)(系數)的增加(jia)(jia)也可改善成(cheng)型性(xing)能,但卻(que)會(hui)(hui)帶來加(jia)(jia)劇彈性(xing)效應和縮短(duan)工具(ju)使用壽命的不利影響。
拉伸性(xing)(xing)能變化對不(bu)銹(xiu)鋼成型性(xing)(xing)能的(de)(de)影響是(shi)確(que)定無疑(yi)的(de)(de)。為了應用這一常識(shi),我們必須找出改(gai)變和控(kong)制拉伸性(xing)(xing)能的(de)(de)方法。然后(hou),對這些(xie)性(xing)(xing)能指標加(jia)以(yi)修(xiu)正(zheng),則可使一些(xie)特殊零件具有最佳的(de)(de)成型性(xing)(xing)能和加(jia)工性(xing)(xing)能。化學成分和生產工藝的(de)(de)微小變化,均可在很大程度上改(gai)變不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)力學性(xing)(xing)能。
如果其他性(xing)能(neng)保(bao)持不(bu)變,要想降(jiang)低(di)屈服應(ying)力(li)則應(ying)提高(gao)最大均勻應(ying)變,這樣(yang)也就降(jiang)低(di)了成型(xing)性(xing)因數(改善了成型(xing)性(xing)能(neng))。
改變化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)可以改變屈服應力(li)。但是,為降(jiang)低屈服應力(li)而(er)改變某(mou)一鋼(gang)種(zhong)中某(mou)一化(hua)(hua)學(xue)成分(fen),這將超出該鋼(gang)種(zhong)所規定(ding)的化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)范(fan)圍(wei)。但是,改變在(zai)某(mou)一鋼(gang)種(zhong)所規定(ding)的成分(fen),而(er)又不使其他性(xing)能有明顯變化(hua)(hua),這正是我們(men)所希望的。
常用不銹鋼(gang)對各種成(cheng)型方式的(de)適應性,見表4-2。