首先想了解不銹鋼沖壓、彎曲和連續沖裁加工工藝,必須要知道以下幾點:
a. 極限拉深比--拉深加工時,相對于容器直徑d可能拉深的最大原料板直徑為Dmax時,Dmax/d則稱為極限拉深比(LDR).
b. 平(ping)均r值--塑性為異向性的材料深(shen)拉(la)深(shen)成形特性評價的重要指標。鐵(tie)素(su)體系(xi)列不銹鋼中,其平(ping)均r值越(yue)(yue)大,其極限(xian)拉(la)深(shen)比(bi)就越(yue)(yue)高。
c. 拉深皺折-鐵素體系列不銹鋼在沖床(chuang)上(shang)(shang)進行深拉深加工時,在其(qi)表(biao)面上(shang)(shang)容易產生(sheng)凹凸(tu)不平的皺折。可認為是組合結構不同而引(yin)起的塑性異(yi)向性。
d. 時效性(xing)斷裂(lie)-奧氏體系(xi)列不銹鋼SUS304等準穩定(ding)型奧氏體系(xi)列不銹鋼,在加工后有發生時效性(xing)裂(lie)紋(wen)的現象。它與晶界晶粒(li)無關。一般認為是由于加工感應(ying)而引起的馬氏體、氫和殘余(yu)應(ying)力(li)所致。
1. 沖壓加(jia)工
沖(chong)壓加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)行業(ye)是(shi)家(jia)庭式作(zuo)坊工(gong)(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)(de)(de)代(dai)表(biao)性(xing)產業(ye),多(duo)是(shi)從單獨一個一個地加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)西餐具(ju)(ju)、器(qi)(qi)皿等(deng)所謂的(de)(de)(de)(de)“洋人筷子”等(deng)開始,發展到餐飲(yin)業(ye)的(de)(de)(de)(de)廚房用具(ju)(ju)以(yi)(yi)及廚房中所使(shi)用的(de)(de)(de)(de)水槽(cao)、洗滌盆(pen)、深(shen)(shen)拉(la)深(shen)(shen)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)澡盆(pen)以(yi)(yi)及汽(qi)車(che)、電機(ji)領域中的(de)(de)(de)(de)零部件等(deng)。主要工(gong)(gong)(gong)藝(yi)方法(fa)是(shi)采用剪切、沖(chong)孔(kong)、拉(la)深(shen)(shen)等(deng)進行連續(xu)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)。洋餐具(ju)(ju)、器(qi)(qi)皿和(he)鍋(guo)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)壓加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong),基(ji)本上是(shi)屬(shu)于(yu)圓筒拉(la)深(shen)(shen)制成。原(yuan)材料(liao)(liao)板(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)D對容器(qi)(qi)(產品(pin)(pin))直(zhi)(zhi)徑(jing)d之比(bi),D/d稱為拉(la)深(shen)(shen)比(bi)。以(yi)(yi)可(ke)能(neng)拉(la)深(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)最大原(yuan)材料(liao)(liao)板(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)為Dmax時,則Dmax/d稱為極(ji)限拉(la)深(shen)(shen)比(bi)(LDR: Limiting Drawing Ratio)作(zuo)為衡量加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)指標。不銹鋼產品(pin)(pin)得以(yi)(yi)大幅度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)(jia)需求與沖(chong)壓加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技術的(de)(de)(de)(de)發展有很大關系。不銹鋼產品(pin)(pin)生產廠家(jia)在深(shen)(shen)拉(la)深(shen)(shen)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)等(deng)方面,由(you)于(yu)塑性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技術和(he)材料(liao)(liao)技術的(de)(de)(de)(de)進展。使(shi)得鐵素體系列不銹鋼高加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)鋼種(zhong),已經產品(pin)(pin)化(hua)了。可(ke)以(yi)(yi)選定(ding)平均r值在1.2~1.8,LDR為2.2~2.5的(de)(de)(de)(de)鋼種(zhong)。
在不銹鋼(gang)(gang)(gang)制品的(de)沖(chong)壓(ya)加(jia)(jia)工(gong)中,如果使用(yong)奧(ao)氏體(ti)系列(lie)不銹鋼(gang)(gang)(gang)或鐵素(su)體(ti)系列(lie)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)高加(jia)(jia)工(gong)性能鋼(gang)(gang)(gang)種時(shi),可以進行(xing)一(yi)定(ding)程度的(de)深拉深加(jia)(jia)工(gong)。奧(ao)氏體(ti)系列(lie)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)代表型鋼(gang)(gang)(gang)種 SUS 304(18Cr -18Ni),因為(wei)它的(de)LDR為(wei)2.5,可以進行(xing)相對較(jiao)大的(de)深拉深加(jia)(jia)工(gong)。
但(dan)由于加(jia)工(gong)(gong)硬化傾向大而(er)急劇地(di)增加(jia)了(le)加(jia)工(gong)(gong)難度(du),有時竟發生(sheng)裂(lie)紋或斷裂(lie)。為此,沖壓廠家(jia)就在中間(jian)加(jia)上一道(dao)熱處(chu)理工(gong)(gong)序之后再進行深拉(la)(la)深加(jia)工(gong)(gong)。還必須注(zhu)意,奧(ao)氏體(ti)系(xi)列不銹鋼的(de)奧(ao)氏體(ti)穩定(ding)度(du)低的(de)鋼種經(jing)過(guo)拉(la)(la)深后,有可能發生(sheng)時效斷裂(lie)現象。

近年來(lai),新(xin)(xin)潟縣(xian)燕市的沖壓(ya)(ya)加工(gong)(gong)(gong)廠和(he)新(xin)(xin)鴻縣(xian)工(gong)(gong)(gong)業技術中心共同開(kai)發(fa)不銹鋼熱(re)沖壓(ya)(ya)技術,實現了(le)超深(shen)(shen)拉(la)深(shen)(shen)加工(gong)(gong)(gong)。熱(re)沖壓(ya)(ya)技術就(jiu)(jiu)是(shi)將凹模(mo)或者凸模(mo)其中之一進行加熱(re),這樣不銹鋼原來(lai)的拉(la)深(shen)(shen)程度就(jiu)(jiu)可以提高1.5~2.0倍(bei)。熱(re)沖壓(ya)(ya)加工(gong)(gong)(gong)設備的工(gong)(gong)(gong)作(zuo)原理如圖(tu)6-9所示。其加工(gong)(gong)(gong)特性如圖(tu)6-10所示。
2. 彎(wan)曲與連續沖裁
奧氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)列不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)進行彎(wan)曲加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)是件簡單之事(shi),可(ke)以制作(zuo)角鋼(gang)(gang)(gang)、槽鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)(deng)型材(cai)(cai)使(shi)用。鐵素體(ti)(ti)系(xi)(xi)列,馬(ma)氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)列不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)作(zuo)為(wei)型材(cai)(cai)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong),一(yi)般情況下沒有問題,但當彎(wan)曲半徑(jing)R小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候,在(zai)折(zhe)彎(wan)處有時(shi)會發(fa)(fa)生斷裂(lie)。在(zai)JIS標準中,對(dui)鐵素體(ti)(ti)、馬(ma)氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)列的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)彎(wan)曲試驗標準規(gui)定,彎(wan)曲半徑(jing)R為(wei)1.0t(t為(wei)板材(cai)(cai)厚(hou)度)不(bu)(bu)應(ying)發(fa)(fa)生彎(wan)曲斷裂(lie)。還(huan)有,必須注意不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)彎(wan)曲加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)回彈量大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點。落(luo)(luo)料(俗稱下料)或稱為(wei)沖(chong)裁加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong),大(da)多數是采用沖(chong)床連續(xu)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式,有時(shi)在(zai)沖(chong)切斷面上,發(fa)(fa)生塌邊現象(即沖(chong)切面與基(ji)準平面不(bu)(bu)垂直(zhi))。精密(mi)(mi)落(luo)(luo)料是從(cong)變壓器等(deng)(deng)使(shi)用疊層的(de)(de)(de)(de)(de)電磁鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)技術(shu)開展起來的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu),對(dui)粒(li)子加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器的(de)(de)(de)(de)(de)套(tao)環(collar)或電子零部件中的(de)(de)(de)(de)(de)引線框(lead frame)等(deng)(deng)等(deng)(deng),從(cong)較厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)板材(cai)(cai)到超薄材(cai)(cai),精密(mi)(mi)落(luo)(luo)料得(de)到廣泛(fan)應(ying)用。沖(chong)壓加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)機械(xie)亦可(ke)以進行精密(mi)(mi)沖(chong)壓(落(luo)(luo)料)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong),但由于沖(chong)壓塌邊的(de)(de)(de)(de)(de)問題,一(yi)般不(bu)(bu)能作(zuo)為(wei)成品(pin)直(zhi)接(jie)使(shi)用。在(zai)精密(mi)(mi)沖(chong)壓中,為(wei)控(kong)制塌邊,就需(xu)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)一(yi)道(dao)機械(xie)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝措施,這需(xu)要按產品(pin)用途(tu)以及成本兩(liang)方(fang)面來權衡。在(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)方(fang)法競爭(zheng)上,還(huan)有一(yi)種“蝕刻”方(fang)法,在(zai)電子產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)線框等(deng)(deng)超薄產品(pin)中,在(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)廠家的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)競爭(zheng)中,兩(liang)者幾乎各占一(yi)半。
3. 加(jia)工油、表面保護薄膜和其他潤滑
a. 表面保護薄膜(mo)-為了保持(chi)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)匠藝性、防止產生(sheng)瑕疵以及作為潤(run)滑而敷(fu)于材料表面的(de)聚氯乙烯(xi)或聚乙烯(xi)等薄膜(mo)。
b. 揮發性加工(gong)油--加工(gong)時有(you)潤滑(hua)效果而后(hou)又(you)能揮發掉(diao)的加工(gong)油。使用完全揮發型的,可以省掉(diao)清洗(xi)工(gong)序。
c. 潤滑不(bu)(bu)銹鋼(gang)板-具(ju)有透明石蠟涂裝的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),它(ta)比加工(gong)(gong)油或表面保護膜有更好(hao)的(de)加工(gong)(gong)性。
在沖床上進(jin)行不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)板(ban)彎(wan)曲、沖裁(落料)等加工(gong)時,可(ke)使用(yong)加工(gong)油、表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜或直接使用(yong)潤滑(hua)(hua)鋼(gang)(gang)板(ban)。在表(biao)6-1中(zhong),對加工(gong)油、表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜和(he)潤滑(hua)(hua)鋼(gang)(gang)板(ban)進(jin)行比(bi)較。表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜是(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)持匠(jiang)藝性的一(yi)項重要措(cuo)施。所(suo)用(yong)樹(shu)脂為聚氯乙烯系(xi)列或聚乙烯系(xi)列。材料運轉自始(shi)至(zhi)終都是(shi)用(yong)表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜對材料表(biao)面施行保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)。使用(yong)表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜,最(zui)容易發(fa)生的問題(ti)就是(shi)殘留(liu)糊狀物(wu),貼附(fu)后(hou)長(chang)期保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)存在倉庫內的或者是(shi)不(bu)(bu)具備耐候性能的薄(bo)膜放置在室外的,則(ze)容易發(fa)生損壞。表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜要根(gen)據用(yong)途和(he)加工(gong)方法選定(ding)。主要廠家生產(chan)的表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜性能及其(qi)有(you)關事項如(ru)表(biao)6-2所(suo)示。不(bu)(bu)使用(yong)表(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)薄(bo)膜時,一(yi)般(ban)情況下(xia)要使用(yong)加工(gong)油。當使用(yong)加工(gong)油加工(gong)后(hou),需進(jin)行洗(xi)凈。洗(xi)凈的方法有(you)多種,最(zui)近在保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)地球環境(jing)問題(ti)當中(zhong),規定(ding)了保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)環境(jing)條例,對于(yu)破壞臭氧層的清(qing)洗(xi)劑(ji)做出了限(xian)制。


因(yin)此(ci),當(dang)使用(yong)加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)時,要(yao)考(kao)慮到洗凈和存(cun)放問題。在加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)選定方面,從(cong)前認為由于(yu)不(bu)銹鋼硬度比(bi)普通鋼要(yao)高,加(jia)(jia)工不(bu)銹鋼比(bi)普通鋼困難(nan),所以要(yao)選用(yong)有(you)(you)黏(nian)性的加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)。具有(you)(you)黏(nian)性的加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)往往是黏(nian)糊(hu)糊(hu)的,在加(jia)(jia)工過程(cheng)中不(bu)但變(bian)黑(hei)而且難(nan)以清洗。另(ling)外,其(qi)中多(duo)(duo)數情(qing)況(kuang)下加(jia)(jia)入氯(lv)系列添加(jia)(jia)劑。因(yin)此(ci),更有(you)(you)必要(yao)進行(xing)充分地清洗。近(jin)年來,開(kai)發了許(xu)多(duo)(duo)水溶(rong)性加(jia)(jia)工油(you)(you)(you),在深(shen)拉深(shen)等加(jia)(jia)工中,其(qi)潤滑性堪比(bi)原用(yong)油(you)(you)(you)性的加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)。水溶(rong)性加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)比(bi)較(jiao)容易清洗,應用(yong)效果很(hen)好。作(zuo)為新技術,雖(sui)然加(jia)(jia)工條件受(shou)到某種(zhong)程(cheng)度的限(xian)制,免清洗的揮(hui)發型(xing)加(jia)(jia)工油(you)(you)(you)仍得(de)到推廣。
在揮(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)性加(jia)(jia)工(gong)油中(zhong),有完全揮(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)型(xing)和部分(fen)殘留型(xing)等產(chan)(chan)品。需根據(ju)加(jia)(jia)工(gong)條件(jian)選擇,使用完全揮(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)型(xing)的可以(yi)省掉加(jia)(jia)工(gong)后的清洗(xi)。在家電生產(chan)(chan)廠(chang)中(zhong),沖制(zhi)全自動洗(xi)衣機(ji)不銹鋼洗(xi)衣桶時就是采用完全揮(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)油。在其他(ta)領域中(zhong),完全揮(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)油已實際運用到沖孔(kong)、內緣翻邊、壓(ya)制(zhi)筋板、彎(wan)曲和卷邊等沖壓(ya)工(gong)藝中(zhong)。

由(you)于使(shi)用(yong)揮(hui)發(fa)性加(jia)(jia)工(gong)油可(ke)以省(sheng)掉清(qing)洗(xi)工(gong)序,在(zai)流(liu)水加(jia)(jia)工(gong)作業(ye)線(xian)上使(shi)用(yong),可(ke)以降低(di)成本。主要生(sheng)產(chan)廠(chang)家的(de)(de)(de)揮(hui)發(fa)性加(jia)(jia)工(gong)油產(chan)品如表6-3所示。如將(jiang)揮(hui)發(fa)性加(jia)(jia)工(gong)油的(de)(de)(de)涂敷方式(shi)和加(jia)(jia)工(gong)條件進行改進時(shi)(shi),即可(ke)以完全省(sheng)掉清(qing)洗(xi)工(gong)作。但是,揮(hui)發(fa)性加(jia)(jia)工(gong)油涂敷方式(shi)、加(jia)(jia)工(gong)條件及加(jia)(jia)工(gong)夾具的(de)(de)(de)質(zhi)量管(guan)理不善時(shi)(shi),由(you)于加(jia)(jia)工(gong)夾具的(de)(de)(de)磨損(sun)等(deng)可(ke)能產(chan)生(sheng)對(dui)不銹鋼的(de)(de)(de)鐵粉銹蝕(shi)事(shi)故。關于鐵粉銹蝕(shi)檢(jian)查(cha)方法,可(ke)參照本書(shu)后部章節中的(de)(de)(de)“使(shi)用(yong)時(shi)(shi)注意重占日惠執處理”由(you)的(de)(de)(de)說明。
先前(qian)在(zai)沖壓(ya)加工(gong)過程(cheng)(cheng)中使用加工(gong)油。為了(le)洗(xi)凈這些加工(gong)油而使用了(le)破壞臭氧層的(de)三(san)氯乙烷,三(san)氯乙烯(xi)等。后(hou)來,洗(xi)凈方法改(gai)為堿(jian)性洗(xi)凈方法。在(zai)1995年,考慮到保(bao)護(hu)地球環境問(wen)題,開發(fa)了(le)潤(run)滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)。在(zai)汽車、電機、燃氣(qi)器具領(ling)域(yu)中,積極推廣了(le)省(sheng)掉清(qing)洗(xi)工(gong)序的(de)潤(run)滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)。特別是在(zai)汽車領(ling)域(yu)中的(de)排氣(qi)分支管(guan)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化過程(cheng)(cheng)中,實(shi)踐證明(ming),加工(gong)這種形狀復雜的(de)工(gong)件(jian),認為潤(run)滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)比(bi)以(yi)前(qian)使用潤(run)滑油的(de)加工(gong)性更優越。所(suo)以(yi),潤(run)滑不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)需(xu)要量大幅度增加。

潤(run)滑(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板,根據用(yong)(yong)途亦有不(bu)涂薄(bo)膜(mo)的。非(fei)脫膜(mo)型(xing)和(he)脫膜(mo)型(xing)兩類已經產品化(hua)了(le)。潤(run)滑(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板種(zhong)類和(he)特性如(ru)表6-4所示。在建筑材(cai)料領域中,使用(yong)(yong)潤(run)滑(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板做屋頂時,非(fei)脫膜(mo)型(xing)和(he)脫膜(mo)型(xing)一(yi)樣(yang),其(qi)薄(bo)膜(mo)經過1~2年的紫外(wai)線照射就(jiu)消失了(le)。作(zuo)為工程實(shi)(shi)例,用(yong)(yong)于西武百(bai)貨大樓和(he)福岡機場候機大廳。實(shi)(shi)踐證明,潤(run)滑(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板的加工性比加工油還要優越,見表6-5。
不(bu)銹鋼板生產廠家的潤滑(hua)不(bu)銹鋼板產品(pin),在透明涂裝不(bu)銹鋼項目中有介紹(shao)。

