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不銹鋼板拉伸加工中的問題與解決辦法

發布日期:2019/8/17 11:03:52 訪問次數:522

不銹鋼制品因為表面華麗、抗腐蝕能力良好、抗高溫氧化性和高低溫強度而深受人們喜愛,大量地用在裝飾、廚具、輕工等領域。因為這類產品外觀質量要求比較高,在加工過程中要保證高光亮度的不銹鋼板表面不被劃傷和擦傷的難度非常大,尤其是因不銹鋼薄板拉深特性而帶來的模具選材、熱處理、加工和工藝潤滑等問題,會直接影響到不銹鋼板的質量、產量、成本和使用壽命。
不銹鋼薄板的拉深特點及粘結瘤
因為不銹鋼板的屈服點、硬度都比較高,冷作硬化效果明顯,對不銹鋼薄板進行拉深加工時的特點主要有以下幾點。首先是導熱性要低于普通低碳鋼,使得所需變形力大。其次不銹鋼薄板拉深加工時,其塑性變形會發生劇烈硬化,薄板拉深時也容易起皺,這就要比較大的壓邊力。另外不銹鋼板在拉深凹模圓角處的彎曲和反向彎曲所引起的回彈,一般會在產品側壁生成凹陷變形使得尺寸精度和形狀要求較高的制品要增加整形工序來達到。最后一點就是不銹鋼薄板在拉深過程中極易形成粘結瘤。
在對不銹鋼薄板進行拉深成形加工過程中,容易產生粘結瘤的問題始終會是困擾生產,帶來很大麻煩,但因為粘結瘤形成涉及到摩擦學等問題,影響因素非常多?,F在一般從不同角度提出措施來防止粘結瘤的形成及減少。
模具工作部分材料選擇及熱處理
為解決粘結瘤的問題,選擇模具材料最好根據不銹鋼板料和模具材料的親合關系,需要關注兩點,選擇是抗粘合性強且耐磨減摩的模具材料。實踐表明使用鑄鋁青銅、硬鋁青銅防粘效果較好,使用碳化鎢鋼結硬質合金制造凹模比用Cr12Mov軟氮化制造凹模壽命提高數倍,且不粘模;另外使用3054合金鑄鐵,只需在模具表面進行火焰淬火,模具表面不會出現粘結瘤。另外在模具易損部位能夠使用硬質合金鑲塊,使其擁有優良的抗壓性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度和尺寸情度控制。但因為價格較高而用得少。
受工廠選材限制,如果普通高碳、高鉻工具鋼用作不銹鋼薄板拉深模,熱處理硬度要達到60HRC以上,表面上最好進行軟氮化處理。如果為提高模具耐磨性而再提高硬度,對于不銹鋼拉深中的粘結現象并不會帶來改善。
關鍵就是要在熱處理中盡可能去除殘余奧氏體,如Cr12一類高硬度材料采用普通的悴火工藝,即使達到HRC62-64的極限硬度范圍,組織中仍殘存相當數量的奧氏體。奧氏體既是模具中的軟點,與馬氏體相比又與潤滑劑中活性劑的親和力較弱,不易建立起潤滑油膜。因此這類材料的熱處理在悴火冷卻后可采用低溫處理的辦法,使殘余奧氏體轉變為馬氏體從而改善基體的抗粘合性。此外,還應對不銹鋼拉深模進行表面處理以提高模具的耐磨性、抗粘合性。對于合金鑄鐵或有色合金材料制作的模具采取滲氮等表面強化工藝,使用效果較好。
模具工作部分的表面加工
不銹鋼拉深模的表面質量要求非常高。比較低的表面粗糙度會起到減摩和提高抗粘合性的作用。拉深模在進行了磨削加工后,更重要的是消除加工痕跡。但在模具制造中通常會忽視研磨和拋光工序。需要指出的是,在整個模具加工過程中,拋磨工作量要占據三分之一,這是由于不銹鋼產品的外觀質量在很大程度上取決于模具的拋磨技術。模具表面粗糙度降低,模具的修磨次數相應減少,模具使用壽命相應地得到提高。
假如模具表面的拋磨不夠,加上不銹鋼薄板拉深容易形成粘結瘤的特點,所以拉深出來的不銹鋼制品會有很著很嚴重的劃痕。但制品上的劃痕用拋光處理來解決既費時又達不到效果。所以最好在模具拋磨工序上加大功能,只有模具表面加工精度提高才能減少產品的劃痕,模具的修模壽命才能得到大幅度提高。近年來,國內出現了各種拋光新技術和拋光工具,開發了超聲波、電解拋光、磨料噴射、擠壓珩磨等新工藝、新設備。據資料介紹,對CrWMo,3Cr12W8V,Cr12三種材料模具進行電化學拋光試驗研究,證明這種拋光僅用5-10分鐘就能使模具型腔表面粗糙度從原來的Ra3.2-Ra1.6的基礎上降低到Ra0.4-RaO.2。同時通過電化學拋光還可提高表面硬度以提高耐磨性。又如,超聲波拋光機可用于經軟氮化處理的型腔的細拋光,它可以避免手工拋光易破壞氮化膜的缺點。對于新的拋光技術我們應該積極去運用和總結。
加工時潤滑
從不銹鋼板拉深加工的特點得知,產生粘結瘤是由于不銹鋼板料和模具發生直接接觸,這是一個不爭的事實,所以選擇潤滑劑或涂覆劑的重點就是在板料拉深成形過程中潤滑膜自始至終不形成破裂并且還要起到潤滑作用。
通常在潤滑劑中加入一定比例的極壓添加劑或采用固體潤滑劑均可取得較好效果。這主要是提高潤滑劑對金屬表面的潤滑能力。此外用脂肪、礦物油、合成油脂、潤滑脂、皂液也能生成潤滑劑,且有益于不銹鋼淺拉深效果。含有水溶乳濁液,或者用油稀釋的有機礦物油也能來對不銹鋼板進行淺拉延加工。
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