在人工(gong)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成型(xing)過程(cheng)中,產生(sheng)的減(jian)(jian)薄(bo)量與成型(xing)變(bian)形量有關。人工(gong)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)件(jian)的斷面減(jian)(jian)薄(bo)至如圖4-20所(suo)示(shi)的那種程(cheng)度(du)時,工(gong)件(jian)常(chang)會產生(sheng)開裂現象。其原因(yin)是由于加(jia)工(gong)量過大(da),而(er)且中心(xin)區的加(jia)工(gong)硬化(hua)程(cheng)度(du)超過材料(liao)的承受能力,因(yin)而(er)導致工(gong)件(jian)開裂。如果在旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成型(xing)之(zhi)前,工(gong)件(jian)在沖壓(ya)機上沖壓(ya)成類似(si)半球形杯體(ti)再旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)出變(bian)化(hua)劇(ju)烈的喇叭形寬邊(見圖4-20),旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)會容易(yi)一些。

下面介紹10Cr18Ni12(305)型不銹(xiu)鋼的旋壓成型。
材質(zhi)為10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)錐形(xing)(xing)(xing)體(ti)的(de)4次人工(gong)旋(xuan)壓成型(xing)(xing)(xing),如圖4-20所示(shi)。直(zhi)徑(jing)為366.6mm的(de)錐形(xing)(xing)(xing)體(ti)是(shi)經一道預沖壓成型(xing)(xing)(xing)和(he)4道人工(gong)旋(xuan)壓成型(xing)(xing)(xing)而完成的(de)。該(gai)工(gong)件所使用的(de)坯料厚度(du)(du)為0.940mm、直(zhi)徑(jing)為406.4mm的(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),這種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)坯料可具(ju)有2D(薄板)表(biao)面或(huo)1號(hao)(帶鋼(gang)(gang))表(biao)面光潔度(du)(du)。該(gai)工(gong)件也可用其他型(xing)(xing)(xing)號(hao)的(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)來生產,但(dan)是(shi)其每道工(gong)序(xu)的(de)變形(xing)(xing)(xing)量隨著(zhu)加工(gong)硬化程度(du)(du)的(de)提高(gao)而降低。
如圖4-20所(suo)示,旋壓成型(xing)所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)型(xing)芯是用(yong)木(mu)材或鋼做成的(de)(de)(de),旋壓成型(xing)輥則是用(yong)淬火鋼材制成的(de)(de)(de)。在(zai)第一次(ci)旋壓成型(xing)時,壓力作用(yong)在(zai)整個(ge)坯料上。在(zai)其他(ta)三次(ci)加(jia)(jia)工(gong)中,壞料邊(bian)緣不進行旋壓,這(zhe)就會引起(qi)毛坯邊(bian)部(bu)增(zeng)(zeng)厚至1.778mm,同(tong)時希(xi)望所(suo)得到的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)外形錐形體中部(bu)的(de)(de)(de)減薄量最(zui)大(da),可(ke)使壁(bi)厚尺寸達到0.686mm(變(bian)形率(lv)為28%).與此(ci)同(tong)時,工(gong)件(jian)表(biao)面積將比原來增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)40%.由于(yu)工(gong)件(jian)減薄和(he)面積增(zeng)(zeng)加(jia)(jia),這(zhe)些急劇的(de)(de)(de)變(bian)化會給(gei)加(jia)(jia)工(gong)變(bian)形帶來極大(da)影響,因(yin)此(ci)工(gong)件(jian)在(zai)加(jia)(jia)工(gong)過程中,必須(xu)進行兩次(ci)退火加(jia)(jia)工(gong)工(gong)序。
操作程(cheng)序如下:
①. 首先(xian)在坯料(尺寸為:厚度0.94mm;直徑408.4mm)中心部位(wei),開一個直徑為6.35mm的(de)中心孔,并(bing)預沖壓成型;
②. 采用(yong)人工的(de)方法,通(tong)過成(cheng)型輥(gun)對旋(xuan)轉的(de)芯棒施加壓(ya)力(li),使坯料(liao)凹深達到(dao)76.2mm,旋(xuan)壓(ya)加工速度為300r/min;
③. 用第二個層(ceng)狀硬木型芯(xin)將坯料凹深處旋壓至127mm,邊部深度在50.8mm以(yi)內;
④. 在(zai)1038℃的(de)氫氣(qi)氛中進行中間退火,然后空冷,用(yong)鋼(gang)型芯(xin)將(jiang)坯(pi)料凹深旋壓至177.8mm邊部,深度在(zai)25.4mm以內;
⑤. 在與工序③相同的條件下退(tui)火,用鋼型芯將坯料(liao)凹深旋壓至203.2mm,并最后加工成型;
⑥. 在車(che)床上(shang)對工(gong)件的頂部和底部進行(xing)加工(gong),使(shi)喇叭口的高度達到196.86mm;
⑦. 成品,上(shang)口直徑101.6mm,下口直徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)延伸性能較(jiao)差,所以不(bu)(bu)適宜用人(ren)工旋壓(ya)的(de)(de)(de)方法成(cheng)型(xing),特別是當變形劇烈(lie)時更是如此。另(ling)外還要注意,對成(cheng)型(xing)模具(ju)施(shi)加(jia)過大壓(ya)力,會引起加(jia)工表面的(de)(de)(de)磨損,從而導致工件過早(zao)地減薄(bo)和開裂。
由于(yu)工具對(dui)金屬(shu)的(de)作(zuo)用,急(ji)劇旋(xuan)壓成型(xing)件的(de)表(biao)面(mian)往(wang)往(wang)比較(jiao)粗糙。這樣,用400系列不(bu)銹鋼旋(xuan)壓加工成型(xing)后的(de)工件,拋光和高精度研磨(mo)的(de)成本(ben)就顯得非(fei)常高。因此,在研磨(mo)和拋光之前(qian),須(xu)對(dui)凹(ao)凸不(bu)平的(de)工件先進行粗磨(mo),使(shi)其表(biao)面(mian)變得平滑一(yi)些(xie)。

表4-7給出了(le)人工旋壓時拉伸(shen)的近(jin)似極限。該表適用(yong)于厚(hou)度(du)為(wei)1.575mm的完(wan)全退火(huo)材料。退火(huo)后的二次拉伸(shen)量比第一次小(xiao)8%。零件各部分的拉伸(shen)量并不(bu)需要完(wan)全一致,它是根據(ju)成型(xing)變形量的不(bu)同(tong)而有(you)變化(hua)的。
所有(you)300系(xi)列的不(bu)(bu)銹鋼均可(ke)采用旋(xuan)(xuan)壓成型方法,但是(shi)加工(gong)(gong)硬化較低(di)的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和 10Cr18Ni12(305)型鋼在中間退火前的旋(xuan)(xuan)壓加工(gong)(gong)量比其(qi)他不(bu)(bu)銹鋼大。退火后(hou)的工(gong)(gong)件(jian)必須經酸(suan)洗清除(chu)氧化鐵皮,以(yi)恢復其(qi)光潔(jie)的表面。1號(帶鋼)或2D(薄拉)表面光潔(jie)度最(zui)適于大變形(xing)旋(xuan)(xuan)壓工(gong)(gong)藝,因為此時金(jin)屬(shu)處(chu)于最(zui)軟和無應(ying)力(li)狀(zhuang)態,其(qi)加工(gong)(gong)量可(ke)達到最(zui)大程度。

人工(gong)(gong)旋壓成型(xing)時(shi),一般采用較(jiao)低的加工(gong)(gong)速度,圖4-21顯示出加工(gong)(gong)速度和厚度之間的關系。因(yin)此(ci),在(zai)成型(xing)工(gong)(gong)具(ju)的作(zuo)用下,將會引起成型(xing)金屬的表面嚴重磨損,同時(shi)也會產生較(jiao)大(da)加工(gong)(gong)硬化(hua)。
雖然(ran)0.127mm的薄料到6.35mm的厚(hou)料都可以采用(yong)人工旋(xuan)(xuan)壓方法成型,但是一般情況下,人工旋(xuan)(xuan)壓成型時不銹鋼(gang)原料的厚(hou)度在(zai)0.305~3.175mm之(zhi)間。此時角(jiao)部(bu)倒(dao)圓至(zhi)少應為被(bei)加工金屬厚(hou)度的5倍。由于彈性(xing)回彈和(he)熱脹冷(leng)縮的影響,芯模(mo)尺(chi)(chi)寸和(he)要求的形(xing)狀尺(chi)(chi)寸必須預留一定的加工余(yu)量(liang)。

