影響不銹鋼成型性的主要因素包括屈服強度、抗拉強度、延伸率以及加工硬化,除此之外,不銹鋼的化學成分也是影響其成型的重要因素之一。
1. 加工硬化
不銹鋼的(de)(de)(de)加(jia)工硬(ying)化率(lv)(系數(shu))是影響成型性能的(de)(de)(de)另一重要(yao)因素。如果某種鋼具有高(gao)的(de)(de)(de)加(jia)工硬(ying)化率(lv),則(ze)它(ta)就需要(yao)較大(da)的(de)(de)(de)成型力,這(zhe)將(jiang)不可避免地造成工具和沖模的(de)(de)(de)較大(da)、較快(kuai)的(de)(de)(de)磨(mo)損。
如(ru)加工硬化系數降(jiang)低,則(ze)會使均勻(yun)應(ying)變、變形力及最(zui)大負荷下的(de)應(ying)力都隨之而降(jiang)低,這些因素的(de)互相(xiang)(xiang)影響,又會最(zui)終導致(zhi)成型性能(neng)(neng)的(de)下降(jiang)。最(zui)佳成型性能(neng)(neng)是低的(de)加工硬化率和所(suo)能(neng)(neng)得到的(de)最(zui)長模具使用壽命(ming)相(xiang)(xiang)互矛盾因素的(de)統一,但在(zai)同一種鋼(gang)上,這兩者(zhe)是不(bu)可兼顧的(de)。
2. 彈(dan)性(回彈(dan))
沖壓成(cheng)型(xing)時(shi)的第二個重要因素(su)是彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)效應(ying),即某種(zhong)金(jin)屬(shu)在成(cheng)型(xing)后的彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)回復(fu)。人們希(xi)望彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)效應(ying)最小為(wei)好。當某種(zhong)金(jin)屬(shu)在塑性(xing)(xing)(xing)區變形時(shi),如成(cheng)型(xing)應(ying)力(li)消(xiao)除后,會(hui)出現一條平行(xing)于(yu)拉伸曲(qu)線(xian)的彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)部分(fen)的直線(xian),這就是彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)回復(fu)線(xian)。降(jiang)低屈服應(ying)力(li)會(hui)導致彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)后效值下降(jiang),而增加加工硬(ying)化(hua)系數則會(hui)使彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)(xing)后效值提高(gao)。
回(hui)彈(dan)可以(yi)通過(guo)減小彎曲(qu)半徑或者少量的過(guo)彎曲(qu)來(lai)控(kong)制。
3. 彎曲(qu)半徑
對于任何金屬,成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)而(er)沒有開裂的最小的半徑稱為最小彎(wan)曲半徑。最小彎(wan)曲半徑可(ke)以(yi)按照鋼(gang)板(ban)或鋼(gang)帶厚度的增加(jia)(jia)按比例增加(jia)(jia)。對于大多數(shu)軟金屬或者(zhe)塑性鋼(gang)來說,如退火(huo)后的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),零半徑彎(wan)曲(對折)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)是(shi)可(ke)能的。當(dang)接觸處180°彎(wan)曲,沿著兩(liang)張鋼(gang)板(ban)的邊部成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)一個聯合結合部。所用的彎(wan)曲工具(ju)邊緣必須是(shi)圓滑而(er)不(bu)是(shi)尖銳的,否(fou)則在成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)時會割傷鋼(gang)板(ban)。
通常,對于退火材料,彎曲半徑(R)等于材料厚度(δ)時,能滿足大部分工程需要。冷加工材料,需要較大的彎曲半徑,如1/4H材料的彎曲半徑R=(1~1.5)δ,3/4H材料彎曲半徑R=(3~6)δ。彎曲半徑的選擇必須考慮鋼種的等級,如雙相不銹鋼(gang)就需要較大的半徑。
4. 冷成型性的改(gai)善
提(ti)高不(bu)銹鋼成(cheng)型性(xing)能(neng)的(de)(de)最(zui)佳辦法是(shi)降低屈服(fu)應力(li)。利用提(ti)高最(zui)大(da)均勻應變的(de)(de)方(fang)法將(jiang)會(hui)(hui)改善成(cheng)型性(xing)能(neng)。此外,彈性(xing)效應的(de)(de)附加(jia)(jia)(jia)(jia)影響將(jiang)會(hui)(hui)被削(xue)弱而工具(ju)(ju)壽(shou)(shou)命(ming)不(bu)受(shou)影響。同時,加(jia)(jia)(jia)(jia)工硬化率(系數)的(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)(jia)也(ye)可改善成(cheng)型性(xing)能(neng),但卻會(hui)(hui)帶來加(jia)(jia)(jia)(jia)劇彈性(xing)效應和縮短(duan)工具(ju)(ju)使用壽(shou)(shou)命(ming)的(de)(de)不(bu)利影響。
拉(la)(la)伸性(xing)能(neng)(neng)變(bian)化(hua)對(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)鋼成型性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)影響是(shi)確定(ding)無疑的(de)(de)。為(wei)了應用這(zhe)(zhe)一(yi)常識,我們必須找出改(gai)變(bian)和控制拉(la)(la)伸性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)方法。然后(hou),對(dui)(dui)這(zhe)(zhe)些性(xing)能(neng)(neng)指標加以修正,則可使一(yi)些特殊零件具有(you)最佳的(de)(de)成型性(xing)能(neng)(neng)和加工性(xing)能(neng)(neng)。化(hua)學(xue)成分和生產工藝的(de)(de)微小變(bian)化(hua),均可在很(hen)大程度上(shang)改(gai)變(bian)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。
如果其他性(xing)能保持(chi)不變,要想降低屈服應力則應提(ti)高最大均勻應變,這(zhe)樣也就降低了(le)成(cheng)型(xing)性(xing)因數(改善了(le)成(cheng)型(xing)性(xing)能)。
改變(bian)(bian)化(hua)學成(cheng)分可(ke)以改變(bian)(bian)屈服應力。但是(shi)(shi),為(wei)降低屈服應力而改變(bian)(bian)某一鋼種中某一化(hua)學成(cheng)分,這(zhe)將超出該(gai)鋼種所規定的(de)化(hua)學成(cheng)分范圍。但是(shi)(shi),改變(bian)(bian)在(zai)某一鋼種所規定的(de)成(cheng)分,而又(you)不使其他性能有明顯(xian)變(bian)(bian)化(hua),這(zhe)正是(shi)(shi)我們所希望的(de)。
常(chang)用不(bu)銹鋼對各種成型方式(shi)的適(shi)應性,見表4-2。