沖壓成型技術就是采用沖床和模具來加工成型所需產品的形狀,國內的不銹鋼沖壓成型生產常見于不銹鋼廚具生產企業的不銹鋼鍋、盆需要的深沖壓成型,廚具的手柄所需要沖壓、折彎、拍扁等成型。成型用的沖床可以是機械傳動的,也可以是液壓傳動的。但是,深沖壓成型時最好還是使用液壓傳動的,因為在沖程全長上液壓沖床都能提供滿載壓力。
絕大多數傳統的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)技(ji)術,都可用(yong)(yong)(yong)于不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing),但(dan)因為不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)所(suo)需要的(de)(de)(de)力(li)要比沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)低碳鋼(gang)所(suo)需的(de)(de)(de)力(li)大60%以上,所(suo)以用(yong)(yong)(yong)于不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)沖(chong)床機架應能承受更大的(de)(de)(de)沖(chong)擊力(li)。另一方面(mian),解(jie)決成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)過程的(de)(de)(de)擦劃(hua)傷問(wen)題是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)關鍵,這(zhe)(zhe)是(shi)因為在(zai)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)時,所(suo)產生的(de)(de)(de)高(gao)(gao)摩擦力(li)和高(gao)(gao)溫會造成(cheng)(cheng)工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)擦劃(hua)傷。常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)肥皂液(ye)或乳(ru)化液(ye)的(de)(de)(de)潤滑(hua)效果都不(bu)理想,應使用(yong)(yong)(yong)專用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)潤滑(hua)油(you)或含有特高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添加劑的(de)(de)(de)潤滑(hua)油(you),但(dan)因為這(zhe)(zhe)種特高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添加劑會對不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)表面(mian)造成(cheng)(cheng)腐蝕(shi),所(suo)以在(zai)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)后必須立(li)即將工(gong)件(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)油(you)跡清除掉。
由于(yu)沖(chong)壓(ya)用價格模具(ju)加工成本很高,沖(chong)壓(ya)用設備昂貴,所(suo)以(yi)只有在(zai)大批量加工生產時才采用沖(chong)壓(ya)成型(xing)的技術。
1. 沖(chong)壓機械
用于不銹鋼(gang)深沖(chong)(chong)成型(xing)的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)機和低碳鋼(gang)深沖(chong)(chong)成型(xing)相比,僅在電機功率和機器(qi)剛度方(fang)面有(you)所(suo)不同。這是因為不銹鋼(gang)一方(fang)面加工(gong)硬(ying)化速度高,另一方(fang)面具(ju)有(you)較高的(de)強度,這樣(yang)不銹鋼(gang)深沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)成型(xing)所(suo)用的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)機常常要(yao)承受滿負荷以上(shang)的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)力,這就要(yao)求沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)機必須有(you)足夠的(de)剛度和沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)力。
前面已(yi)經提(ti)到,不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)沖壓(ya)(ya)(ya)成型所用的(de)(de)設備類型和(he)低碳鋼(gang)(gang)相同(tong)(tong)。盡(jin)管所有不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度(du)和(he)延伸率(lv)都不(bu)(bu)(bu)相同(tong)(tong),但是它們成型所需的(de)(de)力(li)量都比(bi)碳素鋼(gang)(gang)大。一般來說,沖壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)設備的(de)(de)沖壓(ya)(ya)(ya)力(li)應(ying)比(bi)加工同(tong)(tong)等尺寸的(de)(de)低碳鋼(gang)(gang)所需的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)要大60%以(yi)上(shang)。此外,沖壓(ya)(ya)(ya)設備的(de)(de)機身(shen)應(ying)該是非常堅固,并做成整體形(xing)式(shi),以(yi)便(bian)能(neng)承(cheng)受更大的(de)(de)沖壓(ya)(ya)(ya)力(li)而不(bu)(bu)(bu)變形(xing)。
沖(chong)壓(ya)機每秒鐘沖(chong)壓(ya)的(de)(de)(de)次數(shu)為(wei)成型速(su)度,成型速(su)度將影響(xiang)到坯料與(yu)(yu)模(mo)(mo)具間(jian)(jian)的(de)(de)(de)相(xiang)對滑(hua)動(dong)速(su)度,產(chan)生(sheng)摩擦(ca)熱及(ji)(ji)變(bian)形(xing)熱。這些作為(wei)媒介(jie)將影響(xiang)到潤滑(hua)效果。沖(chong)壓(ya)時(shi)潤滑(hua)效果的(de)(de)(de)好壞,大多數(shu)是(shi)以潤滑(hua)使沖(chong)壓(ya)成型力的(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)量來評價的(de)(de)(de),而摩擦(ca)系數(shu)的(de)(de)(de)降低又直接關系到模(mo)(mo)具的(de)(de)(de)磨損與(yu)(yu)產(chan)品缺陷(xian)的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)。但是(shi),當人們重新認識到摩擦(ca)系數(shu)與(yu)(yu)磨損之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)正比關系之(zhi)后,將來研(yan)究沖(chong)壓(ya)速(su)度對薄板及(ji)(ji)模(mo)(mo)具表面損傷的(de)(de)(de)影響(xiang)時(shi),就必須同時(shi)重視潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)研(yan)究。研(yan)究應變(bian)速(su)度對薄板變(bian)形(xing)強度和(he)變(bian)形(xing)能之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)相(xiang)互關系時(shi),也需要(yao)把(ba)材料及(ji)(ji)模(mo)(mo)具的(de)(de)(de)溫升一(yi)并考慮進去并且給(gei)予解決和(he)處理。
這種沖(chong)壓(ya)速(su)(su)度(du)的(de)(de)高速(su)(su)化(hua),會帶來沖(chong)壓(ya)機械能(neng)效的(de)(de)降(jiang)低和由于噪(zao)聲增加而(er)引起(qi)操作(zuo)環境的(de)(de)變壞,今(jin)后(hou)應該對沖(chong)壓(ya)速(su)(su)度(du)高速(su)(su)化(hua)的(de)(de)動(dong)向(xiang)(xiang)重新加以認識(shi)。也就是說,從節能(neng)、降(jiang)低噪(zao)聲對策以及機械化(hua)高速(su)(su)操作(zuo)等方(fang)面一(yi)(yi)起(qi)考慮,可以預(yu)料到(dao)進一(yi)(yi)步高速(su)(su)化(hua)與經(jing)濟(ji)性之間(jian)(jian)將會出現相互矛盾的(de)(de)關系。壓(ya)力(li)機的(de)(de)速(su)(su)度(du)特性是向(xiang)(xiang)縮短浮動(dong)行程的(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)發(fa)展(zhan),已(yi)經(jing)研(yan)制了(le)一(yi)(yi)些(xie)驅(qu)動(dong)機構,以減(jian)慢其后(hou)的(de)(de)成型行程速(su)(su)度(du)和減(jian)少(shao)與此(ci)相應的(de)(de)浮動(dong)行程時間(jian)(jian)。這種驅(qu)動(dong)機構雖然能(neng)起(qi)到(dao)降(jiang)低噪(zao)聲的(de)(de)作(zuo)用,但今(jin)后(hou)的(de)(de)問(wen)題還(huan)是要研(yan)究包括減(jian)少(shao)在(zai)(zai)裝(zhuang)模(mo)(mo)和脫模(mo)(mo)所(suo)發(fa)生的(de)(de)噪(zao)聲在(zai)(zai)內(nei)的(de)(de)總的(de)(de)對策。
2. 模具(ju)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型加工用(yong)模具與低碳鋼(gang)或中碳鋼(gang)比較,沖(chong)模除磨損(sun)較快外,破損(sun)也是(shi)經常發(fa)生(sheng)的(de),究其原因是(shi)加工不(bu)銹(xiu)鋼(gang)要求的(de)沖(chong)壓力較大(da)的(de)緣(yuan)故。
為(wei)了提(ti)高(gao)(gao)沖(chong)模(mo)在大規模(mo)生產中的(de)使用(yong)(yong)壽(shou)命,沖(chong)模(mo)的(de)易(yi)磨(mo)損(sun)部(bu)件應該采(cai)用(yong)(yong)碳化(hua)物(wu)、高(gao)(gao)碳高(gao)(gao)鉻(ge)工(gong)(gong)具(ju)鋼或(huo)者高(gao)(gao)強度(du)鋁青銅制作。碳化(hua)物(wu)比(bi)普(pu)通(tong)工(gong)(gong)具(ju)鋼的(de)使用(yong)(yong)壽(shou)命長(chang)10倍,但碳化(hua)物(wu)價格較昂(ang)貴(gui),而且(qie)沒有(you)(you)工(gong)(gong)具(ju)鋼或(huo)鋁青銅模(mo)具(ju)所具(ju)有(you)(you)的(de)抗(kang)沖(chong)擊(ji)性(xing)能。當(dang)同時要(yao)求具(ju)有(you)(you)抗(kang)沖(chong)擊(ji)性(xing)和(he)抗(kang)磨(mo)性(xing)時,則最(zui)好采(cai)用(yong)(yong)像高(gao)(gao)碳高(gao)(gao)鉻(ge)的(de)工(gong)(gong)具(ju)鋼模(mo)具(ju)。
鋁青銅模(mo)具(ju)對工件的(de)(de)擦傷和刮傷可以起到良(liang)好的(de)(de)保(bao)護(hu)作用(yong)。油(you)淬工具(ju)鋼(gang)成型模(mo)具(ju),只(zhi)能用(yong)于那(nei)些(xie)加工批量較小的(de)(de)生產(chan)中。
在成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)模(mo)(mo)(mo)具(ju)的領域(yu)內,除(chu)模(mo)(mo)(mo)具(ju)材質外,還包(bao)括成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)(gong)藝設計、模(mo)(mo)(mo)具(ju)設計(成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)形狀設計)、模(mo)(mo)(mo)具(ju)加工(gong)(gong)制(zhi)造等。模(mo)(mo)(mo)具(ju)是直(zhi)接控制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)形狀和尺寸的。因(yin)此,屬于這(zhe)個(ge)領域(yu)的形狀、尺寸及(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方式,是這(zhe)個(ge)領域(yu)間相互關的解析及(ji)其體系化的重(zhong)要(yao)因(yin)素。
高速成型時(shi),為(wei)了確保模(mo)(mo)(mo)具(ju)與模(mo)(mo)(mo)具(ju)間(jian)(jian)相對位置具(ju)有很高的精(jing)度(du),其導桿就必須堅固、耐用,整(zheng)個(ge)模(mo)(mo)(mo)具(ju)的剛(gang)性就要(yao)(yao)很高,與此同時(shi)模(mo)(mo)(mo)具(ju)還(huan)必須具(ju)有相當的重量。為(wei)了實施高速作業,在考慮模(mo)(mo)(mo)具(ju)結構時(shi),還(huan)要(yao)(yao)把加工件的裝模(mo)(mo)(mo)和脫模(mo)(mo)(mo)裝置一(yi)并(bing)考慮進去(qu)。這(zhe)樣模(mo)(mo)(mo)具(ju)的體積尺寸就要(yao)(yao)增大,沖壓機(ji)的占地(di)面積和操作空間(jian)(jian)也(ye)會相應增大。這(zhe)種(zhong)不經(jing)濟性可以通(tong)過使用單一(yi)模(mo)(mo)(mo)具(ju)進行多次成型的辦法(fa)得以解決,越是成型尺寸大的制品,這(zhe)種(zhong)辦法(fa)就越顯(xian)得重要(yao)(yao)和可行。
不銹(xiu)鋼沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)成型的(de)模(mo)具必(bi)須(xu)能經受較高的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)力,同時(shi)(shi)還需具有抗擦(ca)傷的(de)能力。對于普通(tong)用途的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)件(jian)來說,工(gong)具鋼模(mo)具就具有良好的(de)綜合(he)性能,如(ru)硬(ying)度和韌(ren)性等(deng)。從長遠來看,碳化物(wu)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)環的(de)使用壽命最長;在摩擦(ca)與擦(ca)傷是主要問(wen)題的(de)場合(he)下(xia),沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)環有時(shi)(shi)選用高強度的(de)鋁青(qing)銅來制(zhi)作。
為(wei)了使工件(jian)在沖壓成型(xing)過程中(zhong)避免擦劃傷,而且(qie)模具(ju)還保持一定的(de)使用壽命,對(dui)模具(ju)材(cai)料的(de)選擇是非常(chang)嚴格的(de)。
推薦使(shi)用一(yi)種(zhong)由(you)燒(shao)結碳化物制成(cheng)的沖(chong)壓(ya)模(mo)具,其成(cheng)分為81%碳化鎢、15%鈷及4%鉭。這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)模(mo)具與氯化油基潤(run)滑(hua)劑同時使(shi)用,可承受在(zai)劇(ju)烈沖(chong)切和(he)沖(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)過程中所產生(sheng)的熱量(liang)和(he)壓(ya)力,從而能生(sheng)產加工(gong)出無劃痕的工(gong)件。這(zhe)種(zhong)模(mo)具的維修工(gong)作(zuo)可以忽略不(bu)計,即使(shi)在(zai)三年內加工(gong)180000個工(gong)件,其磨(mo)損也很(hen)小。
3. 模具間隙
模(mo)具(ju)(沖(chong)(chong)切、沖(chong)(chong)壓)的間隙對沖(chong)(chong)裁件(jian)斷面(mian)和(he)(he)成(cheng)型質量有著極其(qi)重(zhong)要的影(ying)響。此(ci)外,模(mo)具(ju)間隙還影(ying)響模(mo)具(ju)的壽命(ming),卸料力(li)、推件(jian)力(li)、沖(chong)(chong)裁力(li)(沖(chong)(chong)壓力(li))和(he)(he)工件(jian)的尺寸精度。因(yin)此(ci),模(mo)具(ju)間隙是一個非(fei)常重(zhong)要的工藝參數(shu)。
沖(chong)切時沖(chong)頭和(he)沖(chong)模(mo)之間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙每(mei)(mei)邊(bian)為0.051mm;沖(chong)壓(ya)成型(xing)時沖(chong)頭和(he)沖(chong)模(mo)之間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙為0.851mm,同時沖(chong)壓(ya)所用的(de)沖(chong)頭每(mei)(mei)邊(bian)還帶有3°的(de)斜度。沖(chong)頭端(duan)部的(de)圓角半(ban)徑(jing)最小為0.381mm,沖(chong)壓(ya)半(ban)徑(jing)不小于2.362mm.
在沖壓變形量(liang)較大(da)(da)的情況下,對(dui)于奧氏體不銹鋼(gang)而言,其間(jian)隙(xi)比原始坯料厚(hou)度大(da)(da)35%~40%;對(dui)于鐵素體不銹鋼(gang),則一(yi)般比原始坯料厚(hou)度大(da)(da)10%~15%。
圖4-10所示為(wei)某一奧氏(shi)體不銹鋼沖(chong)壓件的(de)斷面形狀和厚度變化情況(kuang)。從該圖中可以(yi)明確地看出,材(cai)質(zhi)為(wei)06Cr19Ni10(304)的(de)沖(chong)壓杯(bei)的(de)斷面厚度的(de)情況(kuang)以(yi)及(ji)沖(chong)壓成型后硬(ying)度分布情況(kuang)。
在不(bu)(bu)銹鋼(gang)沖壓(ya)(ya)(ya)成型(xing)中(zhong),通(tong)常不(bu)(bu)使用間(jian)隙小于材(cai)料厚度(du)的(de)(de)方法(fa)進(jin)行沖壓(ya)(ya)(ya)成型(xing),因(yin)為(wei)這樣將會使金屬在凸模(mo)和凹模(mo)之間(jian)產(chan)生擠壓(ya)(ya)(ya)現象。由于奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)加工硬化速(su)度(du)較高,擠壓(ya)(ya)(ya)會使模(mo)具(ju)產(chan)生劃(hua)痕(hen)并加快模(mo)具(ju)的(de)(de)磨損。所以,在不(bu)(bu)銹鋼(gang)沖壓(ya)(ya)(ya)成型(xing)時(shi)(shi),不(bu)(bu)適宜采用小間(jian)隙、減(jian)厚深沖的(de)(de)成型(xing)方式。同時(shi)(shi),在奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)沖壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong),如產(chan)生較大的(de)(de)減(jian)厚深沖,則工件(jian)斷裂的(de)(de)可能性也(ye)會大大增(zeng)加。
表4-4是模(mo)具半徑對奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼深沖(chong)變形率的(de)(de)影響。當鐵素體(ti)不(bu)銹鋼沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型時,由于模(mo)具間隙過(guo)大,坯料在(zai)模(mo)具人口處將會產生收縮性皺折(zhe)。為了控制這一(yi)皺折(zhe)的(de)(de)出(chu)現,可以(yi)采用剪去毛坯的(de)(de)角部、改變潤滑劑的(de)(de)黏度并精確(que)調正壓(ya)(ya)緊力等方法。
表(biao)4-5是不同鋼種模具間隙(xi)配(pei)合(he)表(biao)。
4. 沖壓速度(du)
沖壓(ya)速度(du)對沖壓(ya)成(cheng)型能否(fou)成(cheng)功(gong)有著重大影響。從加工(gong)硬化率和應力(li)均勻分布的(de)觀點來看,采用每分鐘(zhong)508~635mm的(de)沖壓(ya)速度(du)是比較適宜的(de)。如(ru)果(guo)采用專門的(de)成(cheng)型技術,在這種速度(du)下(xia)成(cheng)型工(gong)件的(de)開裂往(wang)往(wang)小于2%。
5. 潤滑
提(ti)高沖壓加工生產能力,保證(zheng)沖壓成型產品的(de)(de)質量,固然需要(yao)良好(hao)的(de)(de)設備、合理(li)的(de)(de)模具設計(ji)、正確的(de)(de)操作調整,同時也需要(yao)采取合適的(de)(de)工藝冷(leng)卻潤滑(hua)。
在薄(bo)板成(cheng)型(xing)加工中最大的損耗(原材料損耗、能耗等)來自摩(mo)擦(ca),摩(mo)擦(ca)力是成(cheng)型(xing)中必然出現的外(wai)載荷之一,恰當地(di)利(li)用(yong)摩(mo)擦(ca),可以起到改善板材成(cheng)型(xing)性能和提高產品質量(liang)的效果(guo),否則可造成(cheng)模具損耗加快、廢品率高、能耗過大等一系列問(wen)題,摩(mo)擦(ca)問(wen)題日益(yi)成(cheng)為成(cheng)型(xing)加工中的一個(ge)突出問(wen)題。
摩擦是(shi)(shi)(shi)由(you)物體相對運動(dong)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de),因(yin)而隨(sui)之也一定會(hui)帶來磨損(sun)。只要材料與其環境存在著相對主動(dong),就會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)摩擦,出現材料的(de)(de)磨損(sun)問題(ti)。模具(ju)選用(yong)工具(ju)鋼就是(shi)(shi)(shi)需(xu)要其耐磨性(xing),這是(shi)(shi)(shi)因(yin)為模具(ju)在運動(dong)中(zhong)完成沖壓。磨損(sun)與腐蝕很類似,它們(men)都從表面破(po)壞材料,并且是(shi)(shi)(shi)普遍存在的(de)(de)現象。但(dan)是(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)生(sheng)破(po)壞的(de)(de)主要原因(yin),磨損(sun)與腐蝕卻(que)是(shi)(shi)(shi)有區別(bie)的(de)(de),前者是(shi)(shi)(shi)力學的(de)(de)摩擦作用(yong);而后者是(shi)(shi)(shi)電化(hua)學或化(hua)學的(de)(de)侵蝕作用(yong)。
潤滑是(shi)指在兩摩(mo)擦表面(mian)間加入某種物質,如油(you)脂類等,是(shi)減小(xiao)摩(mo)擦和磨損的一種有效措施(shi)。
潤滑的(de)(de)作用表現,在(zai)相(xiang)互摩擦金屬之(zhi)間加入潤滑油,如能(neng)使它們不相(xiang)接(jie)觸(chu),不僅(jin)可減少運動(dong)所需的(de)(de)力,也可有效地降(jiang)低金屬的(de)(de)磨損。
不銹(xiu)鋼(gang)成型時(shi),對滑潤(run)的(de)要(yao)求比碳(tan)鋼(gang)和(he)合(he)金鋼(gang)更為嚴(yan)格。通常由于不銹(xiu)鋼(gang)成型時(shi)要(yao)求必須(xu)保持高質(zhi)量(liang)的(de)表面,此外(wai)其(qi)強度、硬度較(jiao)高,而(er)導(dao)熱性差、摩擦系數(shu)又(you)較(jiao)高,潤(run)滑就顯得(de)極其(qi)重要(yao)。
不銹(xiu)鋼(gang)成型時很(hen)容易(yi)產生(sheng)黏結,而且工件的(de)大部分溫度可(ke)升得很(hen)高。局部和整體的(de)過熱(re)無疑(yi)就(jiu)會引起工件性能的(de)變化(hua)。因此,不銹(xiu)鋼(gang)成型所需(xu)要(yao)的(de)潤滑比碳鋼(gang)和合金(jin)鋼(gang)就(jiu)顯得更為重(zhong)要(yao)。
不(bu)銹(xiu)鋼沖壓成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)使用潤滑劑(ji),可以防止模具(ju)與薄板表面的(de)損傷(shang),還可以調節接觸(chu)面的(de)摩擦系數。即使在薄板成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)方面,沖壓過程中的(de)潤滑作用是極為有利于成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)的(de)一種輔助手段,同時還具(ju)有克服某些成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)缺陷的(de)作用。但是,現在人們已經(jing)不(bu)只局限于這種認(ren)識,而是將其認(ren)定為沖壓技(ji)術的(de)一個(ge)重(zhong)要組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)部分。
潤滑是(shi)保(bao)證高(gao)質量的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)的(de)需(xu)要,但(dan)是(shi)在(zai)鋼(gang)種(zhong)之間(jian)這(zhe)種(zhong)潤滑又有極大差別。另外(wai),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)強度(du)高(gao)、硬度(du)高(gao)、熱傳導性低(di)和(he)摩擦(ca)系數(shu)高(gao),造成工(gong)件、模(mo)具擦(ca)劃傷和(he)模(mo)具磨損是(shi)極其(qi)平(ping)常(chang)的(de),特別是(shi)當使用較大沖(chong)壓力時,尤(you)其(qi)對于奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說更應該高(gao)度(du)注意。
表4-6列舉(ju)了不銹鋼使用(yong)不同工藝成型(xing)時(shi),常采用(yong)的(de)潤(run)滑劑。除特殊目的(de)外,石墨及二硫化鉬潤(run)滑劑一般是用(yong)來減少黏結摩擦的(de),表4-6在評(ping)價(jia)潤(run)滑劑時(shi)也(ye)考慮了良好流(liu)動性和易分離性等其他(ta)因素(su)。
作為(wei)一般用(yong)途的可溶性(xing)油,如礦物油、肥皂(zao)溶液和(he)水乳液可以(yi)不(bu)加考慮(lv),因(yin)為(wei)它們對大多數(shu)不(bu)銹鋼成(cheng)型是不(bu)起(qi)作用(yong)的。
作為一種保(bao)證工(gong)件表面質量的預防措施,不銹鋼薄(bo)板在完(wan)成成型(xing)加(jia)工(gong)工(gong)序后,潤滑(hua)劑應全部加(jia)以清(qing)(qing)除,使(shi)工(gong)件保(bao)持(chi)完(wan)全干燥狀態。在成型(xing)工(gong)序中間(jian)熱處理(li)前,必須將潤滑(hua)劑全部清(qing)(qing)除掉(diao),這對于(yu)含(han)有不溶解 固體(ti)、硫或氯的潤滑(hua)劑尤其(qi)重要。
為不(bu)銹鋼(gang)成型選(xuan)擇潤滑劑,基于兩(liang)個主(zhu)要因素:
①. 潤滑油必須有(you)效,即它(ta)必須有(you)助(zhu)于再形成,并能(neng)減少(shao)廢料和(he)過度劃傷;
②. 潤滑油必須最大(da)限(xian)度(du)地提高工(gong)具使用(yong)的(de)壽命。
另外,適用的潤滑油還(huan)取決于(yu)沖壓(ya)成型的原材料和沖壓(ya)工具(ju)表面粗糙度等因(yin)素。
不銹鋼冷軋后退火酸洗表面(NO、2D)是(shi)最適(shi)合(he)(he)于沖壓成型(xing)的(de)(de)(de)。潤滑(hua)劑在(zai)這種(zhong)相對(dui)粗糙的(de)(de)(de)表面上附著能力比在(zai)光(guang)(guang)滑(hua)或者經過拋光(guang)(guang)的(de)(de)(de)表面更(geng)強,因此潤滑(hua)劑可以在(zai)兩個接觸的(de)(de)(de)表面之間均勻分布。當然,較(jiao)為光(guang)(guang)滑(hua)的(de)(de)(de)2B表面,幾乎(hu)適(shi)合(he)(he)于所有(you)的(de)(de)(de)成型(xing)加工。
成型后(hou)(hou),如何(he)簡便快捷地將潤(run)滑劑去(qu)除,也是一項十分重要的工(gong)作(zuo),尤其是當(dang)這些零部件(jian)處在高溫下時,如退火、去(qu)應力熱處理或焊接(jie)。如果工(gong)件(jian)上的潤(run)滑劑沒有全部去(qu)除,在高溫作(zuo)用下將會快速擴(kuo)散進入鋼中(zhong),引起敏化和隨(sui)后(hou)(hou)耐蝕性(xing)的受損。
潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的選擇(ze)將(jiang)關系到產品質量和(he)成型(xing)加工的成本(ben)。潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)必須具有加工工藝所(suo)要(yao)求(qiu)的性(xing)能,但是使(shi)用超過加工要(yao)求(qiu)所(suo)需要(yao)的潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)時,這(zhe)將(jiang)會使(shi)得去除潤(run)滑(hua)(hua)油費(fei)用上升,經濟性(xing)不好。
不銹鋼(gang)和(he)高強度鋼(gang)板沖壓成型時(shi),為了增加接觸(chu)部的(de)面(mian)壓力(li)及溫度,防(fang)止模具與薄(bo)板表(biao)面(mian)的(de)損傷是(shi)非常(chang)困難(nan)的(de)。雖然從(cong)模具材料和(he)表(biao)面(mian)加工來考慮(lv)防(fang)止損傷的(de)對策仍然是(shi)基本和(he)重要的(de),但也(ye)不能(neng)忽視依(yi)靠潤滑來防(fang)止損傷的(de)對策。弄清楚固體的(de)塑(su)性接觸(chu)以(yi)及這種接觸(chu)的(de)物理化學(xue)現象,是(shi)有待于將來研究(jiu)的(de)一個重大課題。
從成型(xing)后的(de)(de)脫脂所(suo)帶來的(de)(de)廢(fei)液處(chu)理(li)和從操作(zuo)的(de)(de)觀點來考慮(例如(ru)脫模的(de)(de)容易程度(du)),薄板成型(xing)通常(chang)都使用水(shui)溶性或者低黏度(du)油(you)作(zuo)潤滑劑。對于軟鋼(gang)板來說,越(yue)(yue)來越(yue)(yue)迫(po)切地要求(qiu)既(ji)防銹(xiu)又潤滑的(de)(de)板材(cai),而且經這種處(chu)理(li)的(de)(de)板材(cai)已經開始試用。
在(zai)(zai)不銹(xiu)鋼沖壓成型過程中,最常(chang)用的(de)潤(run)(run)滑劑(ji)是(shi)氯(lv)化(hua)(hua)型潤(run)(run)滑劑(ji)。EP(耐高壓潤(run)(run)滑劑(ji))化(hua)(hua)學活性并(bing)不好,但(dan)是(shi)它具有(you)調整這種活性的(de)能力,而(er)且其(qi)黏度(du)也可在(zai)(zai)很大范圍內變化(hua)(hua),因而(er)是(shi)不銹(xiu)鋼沖壓成型中最通用的(de)一(yi)種潤(run)(run)滑劑(ji)。另外,所有(you)氯(lv)化(hua)(hua)潤(run)(run)滑劑(ji)在(zai)(zai)脫脂劑(ji)或一(yi)般劑(ji)中均容易(yi)清除(chu)。同時,為(wei)了易(yi)于從(cong)水基清潔(jie)劑(ji)中將其(qi)除(chu)去,還可加入一(yi)些乳化(hua)(hua)劑(ji)。
如(ru)表4-6所列出的糊狀顏(yan)料、硫化(hua)或硫化(hua)氯化(hua)油類,干(gan)燥(zao)蠟或肥(fei)皂(zao)硼砂膜也是(shi)沖壓成型過(guo)程使(shi)用(yong)的高效(xiao)潤滑劑,但是(shi)它們使(shi)用(yong)起來不太(tai)方(fang)便。由于耐重(zhong)負荷乳(ru)液具有(you)優良的冷卻(que)性(xing)能(neng),因此(ci)常用(yong)于高速沖壓過(guo)程。