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(jun)r值(zhi)--塑性(xing)為異向性(xing)的材料(liao)深(shen)拉深(shen)成(cheng)形特性(xing)評價(jia)的重要指(zhi)標。鐵(tie)素體系列不銹(xiu)鋼(gang)中,其(qi)平(ping)均(jun)r值(zhi)越大(da),其(qi)極限拉深(shen)比就(jiu)越高。


  c. 拉深皺(zhou)折-鐵素體系列不銹(xiu)鋼在沖床上(shang)(shang)進(jin)行深拉深加工時,在其(qi)表面(mian)上(shang)(shang)容易產(chan)生凹凸不平的(de)皺(zhou)折。可認為是組合結構(gou)不同而(er)引起的(de)塑性異向性。


  d. 時效(xiao)(xiao)性斷裂(lie)-奧(ao)氏體系(xi)列不銹鋼SUS304等準穩定型奧(ao)氏體系(xi)列不銹鋼,在加工(gong)后有發生時效(xiao)(xiao)性裂(lie)紋的現象。它與(yu)晶(jing)界晶(jing)粒(li)無關。一般認為(wei)是由于加工(gong)感應而引起(qi)的馬(ma)氏體、氫和殘(can)余應力所致。



1. 沖壓加工(gong)


    沖壓加(jia)工(gong)(gong)(gong)行業(ye)是(shi)家(jia)庭式作坊(fang)工(gong)(gong)(gong)業(ye)的(de)代表(biao)性(xing)產業(ye),多是(shi)從單獨(du)一個一個地加(jia)工(gong)(gong)(gong)西餐(can)具(ju)、器(qi)皿等(deng)(deng)(deng)所(suo)謂(wei)的(de)“洋人筷子”等(deng)(deng)(deng)開始,發展到餐(can)飲業(ye)的(de)廚房用具(ju)以及廚房中所(suo)使(shi)用的(de)水槽、洗(xi)滌盆(pen)、深(shen)拉(la)深(shen)加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)澡盆(pen)以及汽車、電機領域中的(de)零部件等(deng)(deng)(deng)。主要工(gong)(gong)(gong)藝方法是(shi)采用剪切、沖孔、拉(la)深(shen)等(deng)(deng)(deng)進行連(lian)續(xu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)。洋餐(can)具(ju)、器(qi)皿和鍋(guo)的(de)沖壓加(jia)工(gong)(gong)(gong),基本上是(shi)屬(shu)于(yu)圓筒拉(la)深(shen)制成(cheng)。原材料板(ban)直徑D對容器(qi)(產品)直徑d之比,D/d稱(cheng)為(wei)拉(la)深(shen)比。以可(ke)(ke)能(neng)拉(la)深(shen)的(de)最大(da)原材料板(ban)直徑為(wei)Dmax時,則Dmax/d稱(cheng)為(wei)極限拉(la)深(shen)比(LDR: Limiting Drawing Ratio)作為(wei)衡量加(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)的(de)指標。不銹(xiu)鋼(gang)產品得以大(da)幅度的(de)增加(jia)需(xu)求(qiu)與沖壓加(jia)工(gong)(gong)(gong)技術(shu)的(de)發展有很(hen)大(da)關系。不銹(xiu)鋼(gang)產品生產廠家(jia)在(zai)深(shen)拉(la)深(shen)加(jia)工(gong)(gong)(gong)等(deng)(deng)(deng)方面,由于(yu)塑性(xing)加(jia)工(gong)(gong)(gong)技術(shu)和材料技術(shu)的(de)進展。使(shi)得鐵(tie)素體系列(lie)不銹(xiu)鋼(gang)高加(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)鋼(gang)種,已經產品化了。可(ke)(ke)以選定平均r值在(zai)1.2~1.8,LDR為(wei)2.2~2.5的(de)鋼(gang)種。


    在不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)品的沖(chong)壓加(jia)工(gong)(gong)中,如果(guo)使用奧氏體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或鐵素體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的高加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能鋼(gang)種(zhong)時,可以(yi)進(jin)行一定程度的深(shen)拉深(shen)加(jia)工(gong)(gong)。奧氏體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的代(dai)表(biao)型鋼(gang)種(zhong) SUS 304(18Cr -18Ni),因為它的LDR為2.5,可以(yi)進(jin)行相對(dui)較大的深(shen)拉深(shen)加(jia)工(gong)(gong)。


   但(dan)由于加(jia)(jia)工硬(ying)化傾向大而(er)急劇地增加(jia)(jia)了(le)加(jia)(jia)工難度,有(you)時(shi)竟發生(sheng)裂(lie)紋或斷(duan)裂(lie)。為此,沖(chong)壓廠(chang)家就在中(zhong)間加(jia)(jia)上一(yi)道熱處(chu)理工序(xu)之后(hou)再進行(xing)深(shen)拉深(shen)加(jia)(jia)工。還必須注意,奧氏體系列不銹鋼的奧氏體穩(wen)定度低的鋼種(zhong)經過拉深(shen)后(hou),有(you)可能發生(sheng)時(shi)效斷(duan)裂(lie)現象。


圖 9.jpg


   近年來,新(xin)潟縣燕市的沖壓加(jia)工(gong)廠(chang)和新(xin)鴻縣工(gong)業技術中心(xin)共同開(kai)發不銹鋼(gang)熱沖壓技術,實(shi)現了超深拉(la)深加(jia)工(gong)。熱沖壓技術就(jiu)是(shi)將凹(ao)模(mo)或者凸模(mo)其(qi)中之(zhi)一進(jin)行加(jia)熱,這(zhe)樣不銹鋼(gang)原來的拉(la)深程(cheng)度就(jiu)可以提高(gao)1.5~2.0倍。熱沖壓加(jia)工(gong)設備的工(gong)作(zuo)原理如圖(tu)6-9所示。其(qi)加(jia)工(gong)特性(xing)如圖(tu)6-10所示。



2. 彎曲與連續沖(chong)裁


   奧氏(shi)體(ti)(ti)系列(lie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)進(jin)行彎(wan)曲(qu)(qu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)是(shi)(shi)件簡單之事,可(ke)以(yi)制作角鋼(gang)、槽鋼(gang)等(deng)(deng)(deng)型(xing)(xing)材(cai)使用(yong)。鐵素(su)體(ti)(ti)系列(lie),馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)系列(lie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)作為型(xing)(xing)材(cai)加(jia)(jia)工(gong)(gong),一般情(qing)況下沒有問題,但(dan)當彎(wan)曲(qu)(qu)半徑R小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候,在折(zhe)彎(wan)處有時會發(fa)生斷(duan)裂。在JIS標準中(zhong),對鐵素(su)體(ti)(ti)、馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)系列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)彎(wan)曲(qu)(qu)試驗(yan)標準規定,彎(wan)曲(qu)(qu)半徑R為1.0t(t為板(ban)(ban)(ban)材(cai)厚度)不應(ying)發(fa)生彎(wan)曲(qu)(qu)斷(duan)裂。還(huan)(huan)有,必須(xu)注意不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)彎(wan)曲(qu)(qu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)回彈量大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)。落料(俗稱下料)或(huo)稱為沖裁(cai)加(jia)(jia)工(gong)(gong),大(da)多數是(shi)(shi)采用(yong)沖床連續加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式,有時在沖切斷(duan)面上,發(fa)生塌(ta)邊(bian)現象(即沖切面與基準平面不垂直(zhi))。精(jing)密(mi)落料是(shi)(shi)從變壓(ya)器(qi)等(deng)(deng)(deng)使用(yong)疊層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電磁鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)(ji)術開展起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術,對粒子加(jia)(jia)速(su)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)套環(collar)或(huo)電子零部(bu)件中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引線(xian)框(kuang)(lead frame)等(deng)(deng)(deng)等(deng)(deng)(deng),從較厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)(ban)(ban)材(cai)到超(chao)(chao)薄(bo)(bo)材(cai),精(jing)密(mi)落料得到廣(guang)泛應(ying)用(yong)。沖壓(ya)加(jia)(jia)工(gong)(gong)機(ji)械亦可(ke)以(yi)進(jin)行精(jing)密(mi)沖壓(ya)(落料)加(jia)(jia)工(gong)(gong),但(dan)由(you)于沖壓(ya)塌(ta)邊(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題,一般不能(neng)作為成(cheng)品(pin)(pin)直(zhi)接使用(yong)。在精(jing)密(mi)沖壓(ya)中(zhong),為控(kong)制塌(ta)邊(bian),就(jiu)需(xu)加(jia)(jia)一道機(ji)械控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝措施,這需(xu)要按產品(pin)(pin)用(yong)途(tu)以(yi)及成(cheng)本(ben)兩(liang)方面來權(quan)衡。在加(jia)(jia)工(gong)(gong)方法(fa)競(jing)爭上,還(huan)(huan)有一種“蝕刻”方法(fa),在電子產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接線(xian)框(kuang)等(deng)(deng)(deng)超(chao)(chao)薄(bo)(bo)產品(pin)(pin)中(zhong),在加(jia)(jia)工(gong)(gong)廠家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術競(jing)爭中(zhong),兩(liang)者幾乎各占一半。


 

 3. 加工油、表(biao)面保護薄膜和其(qi)他潤滑


   a. 表面(mian)保護薄膜(mo)-為(wei)(wei)了(le)保持(chi)不銹鋼的匠藝(yi)性、防止產生(sheng)瑕(xia)疵以及作(zuo)為(wei)(wei)潤滑而敷于材料表面(mian)的聚(ju)氯乙(yi)烯或聚(ju)乙(yi)烯等薄膜(mo)。


   b. 揮(hui)發性加工油--加工時有潤滑效果而后又能揮(hui)發掉的加工油。使(shi)用(yong)完全揮(hui)發型的,可以省掉清洗工序。


    c. 潤滑不(bu)銹鋼板-具有透明石蠟涂裝的不(bu)銹鋼,它比加(jia)工油或表面保護膜(mo)有更好(hao)的加(jia)工性。


   在沖(chong)(chong)床(chuang)上進(jin)行不銹鋼(gang)板(ban)彎曲、沖(chong)(chong)裁(落(luo)料(liao))等加(jia)工(gong)(gong)時,可使(shi)(shi)(shi)用加(jia)工(gong)(gong)油、表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)或(huo)直接使(shi)(shi)(shi)用潤滑(hua)鋼(gang)板(ban)。在表(biao)(biao)(biao)6-1中(zhong),對加(jia)工(gong)(gong)油、表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)和(he)(he)潤滑(hua)鋼(gang)板(ban)進(jin)行比(bi)較(jiao)。表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)是(shi)(shi)不銹鋼(gang)保(bao)(bao)(bao)(bao)持(chi)匠藝(yi)性(xing)的一(yi)項重要措施。所用樹脂為聚氯乙烯系列(lie)或(huo)聚乙烯系列(lie)。材料(liao)運轉自始(shi)至終都是(shi)(shi)用表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)對材料(liao)表(biao)(biao)(biao)面施行保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)。使(shi)(shi)(shi)用表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo),最容易發(fa)生的問題就是(shi)(shi)殘留(liu)糊狀物,貼(tie)附后長期保(bao)(bao)(bao)(bao)存在倉庫內的或(huo)者(zhe)是(shi)(shi)不具備(bei)耐候性(xing)能的薄(bo)膜(mo)放置在室外的,則容易發(fa)生損壞。表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)要根據用途和(he)(he)加(jia)工(gong)(gong)方(fang)法(fa)選(xuan)定(ding)。主(zhu)要廠家生產的表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)性(xing)能及其有(you)關事(shi)項如表(biao)(biao)(biao)6-2所示(shi)。不使(shi)(shi)(shi)用表(biao)(biao)(biao)面保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)薄(bo)膜(mo)時,一(yi)般情況下要使(shi)(shi)(shi)用加(jia)工(gong)(gong)油。當使(shi)(shi)(shi)用加(jia)工(gong)(gong)油加(jia)工(gong)(gong)后,需進(jin)行洗凈(jing)。洗凈(jing)的方(fang)法(fa)有(you)多種,最近在保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)地球環境問題當中(zhong),規定(ding)了保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)環境條例,對于破壞臭氧層的清洗劑(ji)做出了限制。


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 因此(ci),當使用加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)時,要(yao)(yao)考慮到洗凈和存放問題。在(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)選定方面,從前(qian)認為由(you)于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)硬度比普通鋼(gang)(gang)要(yao)(yao)高,加(jia)(jia)(jia)(jia)工不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比普通鋼(gang)(gang)困難,所以(yi)要(yao)(yao)選用有黏性(xing)的加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)。具有黏性(xing)的加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)往往是黏糊糊的,在(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)工過程(cheng)(cheng)中不(bu)但變黑(hei)而(er)且難以(yi)清(qing)洗。另外,其中多(duo)數情況下加(jia)(jia)(jia)(jia)入氯系列(lie)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑。因此(ci),更有必要(yao)(yao)進行充分地清(qing)洗。近(jin)年來,開發了許多(duo)水溶(rong)(rong)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you),在(zai)深拉深等加(jia)(jia)(jia)(jia)工中,其潤滑(hua)性(xing)堪比原(yuan)用油(you)(you)(you)(you)性(xing)的加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)。水溶(rong)(rong)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)比較(jiao)容易(yi)清(qing)洗,應用效果(guo)很好。作為新技(ji)術,雖然加(jia)(jia)(jia)(jia)工條件(jian)受到某種(zhong)程(cheng)(cheng)度的限(xian)制,免清(qing)洗的揮發型(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)(you)(you)仍得(de)到推(tui)廣。


  在(zai)揮發性加工油中(zhong),有完(wan)(wan)(wan)全(quan)(quan)揮發型和部分殘(can)留型等(deng)產品。需根據(ju)加工條件選擇,使用完(wan)(wan)(wan)全(quan)(quan)揮發型的(de)可以省掉加工后的(de)清洗(xi)(xi)。在(zai)家(jia)電生產廠中(zhong),沖制全(quan)(quan)自動洗(xi)(xi)衣機(ji)不銹鋼洗(xi)(xi)衣桶時就是采用完(wan)(wan)(wan)全(quan)(quan)揮發型加工油。在(zai)其他領域中(zhong),完(wan)(wan)(wan)全(quan)(quan)揮發型加工油已實(shi)際運(yun)用到沖孔、內緣(yuan)翻邊(bian)、壓制筋(jin)板、彎曲和卷邊(bian)等(deng)沖壓工藝中(zhong)。


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  由于(yu)使用(yong)(yong)揮(hui)發性加(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)可(ke)以(yi)省掉(diao)清(qing)洗(xi)工(gong)(gong)序,在流水加(jia)(jia)工(gong)(gong)作業線上使用(yong)(yong),可(ke)以(yi)降低成(cheng)本。主要生(sheng)(sheng)產廠家的(de)(de)(de)揮(hui)發性加(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)產品如表6-3所示。如將揮(hui)發性加(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)的(de)(de)(de)涂敷(fu)(fu)方(fang)式(shi)(shi)和加(jia)(jia)工(gong)(gong)條件進行改進時,即可(ke)以(yi)完(wan)全省掉(diao)清(qing)洗(xi)工(gong)(gong)作。但是(shi),揮(hui)發性加(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)涂敷(fu)(fu)方(fang)式(shi)(shi)、加(jia)(jia)工(gong)(gong)條件及加(jia)(jia)工(gong)(gong)夾具(ju)(ju)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)管(guan)理(li)不善(shan)時,由于(yu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)夾具(ju)(ju)的(de)(de)(de)磨(mo)損等(deng)可(ke)能產生(sheng)(sheng)對不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)鐵粉銹(xiu)蝕(shi)事故。關于(yu)鐵粉銹(xiu)蝕(shi)檢查方(fang)法,可(ke)參照本書(shu)后部章節中的(de)(de)(de)“使用(yong)(yong)時注意重(zhong)占日惠(hui)執(zhi)處理(li)”由的(de)(de)(de)說(shuo)明。


先前在(zai)沖壓加(jia)(jia)工(gong)過程中使用(yong)加(jia)(jia)工(gong)油。為了(le)洗(xi)凈(jing)這些(xie)加(jia)(jia)工(gong)油而使用(yong)了(le)破壞臭氧(yang)層的(de)三氯乙烷,三氯乙烯等。后來,洗(xi)凈(jing)方法改為堿(jian)性洗(xi)凈(jing)方法。在(zai)1995年(nian),考慮到保(bao)護地球環境問題,開發了(le)潤滑不銹(xiu)鋼板。在(zai)汽(qi)車、電機、燃氣器(qi)具領(ling)域(yu)中,積極推廣了(le)省掉清洗(xi)工(gong)序的(de)潤滑不銹(xiu)鋼板。特別是在(zai)汽(qi)車領(ling)域(yu)中的(de)排氣分支管的(de)不銹(xiu)鋼化過程中,實踐證明(ming),加(jia)(jia)工(gong)這種形狀復雜的(de)工(gong)件,認為潤滑不銹(xiu)鋼板比以(yi)前使用(yong)潤滑油的(de)加(jia)(jia)工(gong)性更優越。所以(yi),潤滑不銹(xiu)鋼板的(de)需要量大幅度增加(jia)(jia)。


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  潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板,根據用途亦有不涂薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)的。非脫膜(mo)(mo)型(xing)和脫膜(mo)(mo)型(xing)兩類(lei)(lei)已經產品化了。潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板種類(lei)(lei)和特性(xing)(xing)如表(biao)6-4所示。在建筑材料領(ling)域(yu)中(zhong),使用潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板做屋頂時,非脫膜(mo)(mo)型(xing)和脫膜(mo)(mo)型(xing)一(yi)樣,其薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)經過1~2年的紫外線照射就(jiu)消失了。作為工(gong)程(cheng)實例,用于(yu)西武(wu)百(bai)貨大(da)樓和福岡(gang)機場候機大(da)廳。實踐證明,潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板的加(jia)工(gong)性(xing)(xing)比加(jia)工(gong)油還要優越,見表(biao)6-5。


  不銹鋼板生產(chan)廠家(jia)的潤滑不銹鋼板產(chan)品,在透明(ming)涂裝不銹鋼項目(mu)中有介紹。