沖壓成型技術就是采用沖床和模具來加工成型所需產品的形狀,國內的不銹鋼沖壓成型生產常見于不銹鋼廚具生產企業的不銹鋼鍋、盆需要的深沖壓成型,廚具的手柄所需要沖壓、折彎、拍扁等成型。成型用的沖床可以是機械傳動的,也可以是液壓傳動的。但是,深沖壓成型時最好還是使用液壓傳動的,因為在沖程全長上液壓沖床都能提供滿載壓力。
絕大多數傳統的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)技術(shu),都可(ke)用于不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)沖壓成(cheng)(cheng)型(xing),但因(yin)為(wei)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)所需要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)力要(yao)比沖壓低碳(tan)鋼所需的(de)(de)(de)(de)(de)力大60%以上,所以用于不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)沖床(chuang)機架應能承受更大的(de)(de)(de)(de)(de)沖擊力。另一(yi)方(fang)面(mian),解決成(cheng)(cheng)型(xing)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)擦(ca)(ca)劃傷問題是不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵,這是因(yin)為(wei)在沖壓不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼時,所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)高摩(mo)擦(ca)(ca)力和高溫會造成(cheng)(cheng)工件表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)擦(ca)(ca)劃傷。常用的(de)(de)(de)(de)(de)肥皂液或(huo)乳(ru)化液的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)滑效果都不理(li)想,應使(shi)用專用的(de)(de)(de)(de)(de)沖壓潤(run)滑油或(huo)含(han)有特(te)高壓成(cheng)(cheng)型(xing)添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)滑油,但因(yin)為(wei)這種特(te)高壓成(cheng)(cheng)型(xing)添加劑會對不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼表(biao)(biao)面(mian)造成(cheng)(cheng)腐蝕,所以在沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)后(hou)必須立即將(jiang)工件表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)油跡(ji)清除掉(diao)。
由于沖壓用(yong)(yong)價格模(mo)具(ju)加工成(cheng)本很高,沖壓用(yong)(yong)設備(bei)昂(ang)貴,所(suo)以只有(you)在大批(pi)量加工生產(chan)時才采用(yong)(yong)沖壓成(cheng)型(xing)的技術。
1. 沖壓機械
用于(yu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)深沖(chong)(chong)成(cheng)型的沖(chong)(chong)壓(ya)機和(he)(he)低碳(tan)鋼(gang)(gang)深沖(chong)(chong)成(cheng)型相比,僅在電(dian)機功率和(he)(he)機器剛(gang)度方面(mian)有(you)所(suo)不同。這是(shi)因為不銹(xiu)鋼(gang)(gang)一(yi)方面(mian)加(jia)工硬化(hua)速度高,另一(yi)方面(mian)具有(you)較高的強(qiang)度,這樣不銹(xiu)鋼(gang)(gang)深沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型所(suo)用的沖(chong)(chong)壓(ya)機常(chang)(chang)常(chang)(chang)要承(cheng)受滿負荷以上的沖(chong)(chong)壓(ya)力(li),這就(jiu)要求沖(chong)(chong)壓(ya)機必須有(you)足夠的剛(gang)度和(he)(he)沖(chong)(chong)壓(ya)力(li)。
前面已經(jing)提(ti)到,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼沖(chong)壓(ya)成型(xing)(xing)所用的(de)(de)設(she)備(bei)類型(xing)(xing)和低碳(tan)鋼相同(tong)。盡(jin)管所有不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)強度和延伸率(lv)都(dou)不(bu)相同(tong),但是(shi)它們成型(xing)(xing)所需的(de)(de)力(li)(li)量都(dou)比(bi)碳(tan)素鋼大。一般(ban)來說,沖(chong)壓(ya)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼設(she)備(bei)的(de)(de)沖(chong)壓(ya)力(li)(li)應比(bi)加工同(tong)等尺(chi)寸(cun)的(de)(de)低碳(tan)鋼所需的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)要(yao)大60%以上。此外,沖(chong)壓(ya)設(she)備(bei)的(de)(de)機(ji)身(shen)應該是(shi)非(fei)常堅(jian)固,并做成整(zheng)體形式,以便能承受更大的(de)(de)沖(chong)壓(ya)力(li)(li)而不(bu)變形。
沖(chong)壓(ya)機每秒鐘沖(chong)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)次數為(wei)成(cheng)型速(su)度,成(cheng)型速(su)度將(jiang)(jiang)影響到(dao)(dao)坯料與模具間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對滑(hua)動(dong)速(su)度,產(chan)生(sheng)摩擦(ca)熱及變(bian)形(xing)熱。這些作為(wei)媒介將(jiang)(jiang)影響到(dao)(dao)潤滑(hua)效(xiao)果(guo)。沖(chong)壓(ya)時(shi)潤滑(hua)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)好壞(huai),大多數是(shi)以潤滑(hua)使沖(chong)壓(ya)成(cheng)型力的(de)(de)(de)(de)(de)減小量(liang)來(lai)評價的(de)(de)(de)(de)(de),而摩擦(ca)系數的(de)(de)(de)(de)(de)降低又直接關系到(dao)(dao)模具的(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)(sun)與產(chan)品缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)。但是(shi),當人們重(zhong)新認識到(dao)(dao)摩擦(ca)系數與磨(mo)損(sun)(sun)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)比關系之(zhi)后,將(jiang)(jiang)來(lai)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)沖(chong)壓(ya)速(su)度對薄(bo)板及模具表面損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響時(shi),就必(bi)須同時(shi)重(zhong)視潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)應變(bian)速(su)度對薄(bo)板變(bian)形(xing)強(qiang)度和變(bian)形(xing)能之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互關系時(shi),也(ye)需(xu)要把材料及模具的(de)(de)(de)(de)(de)溫升一并(bing)考慮進去(qu)并(bing)且給(gei)予解決(jue)和處理。
這種(zhong)沖(chong)壓速(su)度的高(gao)速(su)化,會帶(dai)來沖(chong)壓機(ji)械能(neng)效的降低(di)和由于(yu)噪(zao)聲(sheng)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)引起(qi)操(cao)作環(huan)境的變壞,今(jin)(jin)后(hou)應(ying)該對(dui)沖(chong)壓速(su)度高(gao)速(su)化的動(dong)向(xiang)重新(xin)加(jia)(jia)以(yi)認識(shi)。也就是(shi)說,從節能(neng)、降低(di)噪(zao)聲(sheng)對(dui)策以(yi)及機(ji)械化高(gao)速(su)操(cao)作等(deng)方(fang)面一起(qi)考慮,可(ke)以(yi)預料(liao)到進一步(bu)高(gao)速(su)化與經(jing)濟性(xing)之間將會出現(xian)相互矛盾(dun)的關系(xi)。壓力機(ji)的速(su)度特(te)性(xing)是(shi)向(xiang)縮短浮動(dong)行(xing)程的方(fang)向(xiang)發展,已經(jing)研制了一些驅動(dong)機(ji)構,以(yi)減(jian)慢(man)其(qi)后(hou)的成型行(xing)程速(su)度和減(jian)少與此相應(ying)的浮動(dong)行(xing)程時間。這種(zhong)驅動(dong)機(ji)構雖(sui)然能(neng)起(qi)到降低(di)噪(zao)聲(sheng)的作用(yong),但今(jin)(jin)后(hou)的問題還是(shi)要研究包括減(jian)少在裝模(mo)和脫模(mo)所發生的噪(zao)聲(sheng)在內的總的對(dui)策。
2. 模具
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型加(jia)(jia)工(gong)(gong)用(yong)模具與低碳鋼(gang)或中碳鋼(gang)比較(jiao)(jiao),沖(chong)模除磨損(sun)較(jiao)(jiao)快外,破損(sun)也是經常發(fa)生的(de),究其原因(yin)是加(jia)(jia)工(gong)(gong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)要求的(de)沖(chong)壓(ya)力較(jiao)(jiao)大的(de)緣故。
為(wei)了提高(gao)沖模(mo)在大規(gui)模(mo)生產中的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)(yong)壽命(ming),沖模(mo)的(de)(de)易磨(mo)損部件應該采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)碳(tan)化物(wu)、高(gao)碳(tan)高(gao)鉻工(gong)具(ju)鋼或者高(gao)強度鋁(lv)青(qing)銅(tong)(tong)制作。碳(tan)化物(wu)比普通工(gong)具(ju)鋼的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)(yong)壽命(ming)長10倍,但碳(tan)化物(wu)價格較昂貴,而且沒有工(gong)具(ju)鋼或鋁(lv)青(qing)銅(tong)(tong)模(mo)具(ju)所(suo)具(ju)有的(de)(de)抗沖擊性(xing)(xing)能。當(dang)同時(shi)要求具(ju)有抗沖擊性(xing)(xing)和(he)抗磨(mo)性(xing)(xing)時(shi),則最好采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)像高(gao)碳(tan)高(gao)鉻的(de)(de)工(gong)具(ju)鋼模(mo)具(ju)。
鋁青銅(tong)模具(ju)對工件的擦傷和刮傷可以(yi)起到(dao)良好的保(bao)護(hu)作用(yong)。油淬(cui)工具(ju)鋼成型(xing)模具(ju),只能(neng)用(yong)于那些加工批量較小的生產(chan)中。
在成(cheng)(cheng)型(xing)模(mo)(mo)具(ju)(ju)的領(ling)域內,除模(mo)(mo)具(ju)(ju)材質外,還包(bao)括(kuo)成(cheng)(cheng)型(xing)工藝設(she)(she)計(ji)、模(mo)(mo)具(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(成(cheng)(cheng)型(xing)形狀(zhuang)設(she)(she)計(ji))、模(mo)(mo)具(ju)(ju)加工制造等。模(mo)(mo)具(ju)(ju)是(shi)直接控制成(cheng)(cheng)型(xing)形狀(zhuang)和尺寸(cun)的。因此(ci),屬于這(zhe)個領(ling)域的形狀(zhuang)、尺寸(cun)及(ji)成(cheng)(cheng)型(xing)方式(shi),是(shi)這(zhe)個領(ling)域間相(xiang)互關的解(jie)析及(ji)其體(ti)系化的重要因素(su)。
高(gao)速成(cheng)型時(shi),為了確保(bao)模(mo)具(ju)與(yu)(yu)模(mo)具(ju)間(jian)相對位置具(ju)有(you)很高(gao)的(de)(de)(de)(de)精度,其導桿就必(bi)須(xu)堅固、耐用,整個模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)(de)剛性(xing)就要(yao)很高(gao),與(yu)(yu)此同時(shi)模(mo)具(ju)還(huan)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)相當的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量。為了實施高(gao)速作(zuo)業,在考(kao)慮(lv)(lv)模(mo)具(ju)結構時(shi),還(huan)要(yao)把加工件的(de)(de)(de)(de)裝模(mo)和脫模(mo)裝置一并考(kao)慮(lv)(lv)進(jin)去(qu)。這(zhe)樣模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)(de)體(ti)積尺寸就要(yao)增大,沖壓機的(de)(de)(de)(de)占(zhan)地面(mian)積和操(cao)作(zuo)空(kong)間(jian)也會相應增大。這(zhe)種不經濟(ji)性(xing)可(ke)以通過使(shi)用單一模(mo)具(ju)進(jin)行(xing)多次成(cheng)型的(de)(de)(de)(de)辦法得以解決,越是成(cheng)型尺寸大的(de)(de)(de)(de)制品,這(zhe)種辦法就越顯得重(zhong)要(yao)和可(ke)行(xing)。
不銹鋼沖(chong)壓(ya)成型的模具(ju)必須能經受較(jiao)高(gao)的沖(chong)壓(ya)力(li)(li),同(tong)時還需具(ju)有(you)(you)抗(kang)擦(ca)傷的能力(li)(li)。對于普通用(yong)途的沖(chong)壓(ya)件來(lai)說,工具(ju)鋼模具(ju)就(jiu)具(ju)有(you)(you)良好(hao)的綜合性能,如(ru)硬度和韌性等。從長(chang)遠來(lai)看(kan),碳化物沖(chong)壓(ya)環的使用(yong)壽命(ming)最長(chang);在摩擦(ca)與擦(ca)傷是(shi)主要問題的場合下,沖(chong)壓(ya)環有(you)(you)時選用(yong)高(gao)強(qiang)度的鋁青銅(tong)來(lai)制作。
為了使(shi)工件在沖(chong)壓(ya)成(cheng)型過程中(zhong)避免擦劃(hua)傷,而且模(mo)具(ju)還保持一定的使(shi)用壽(shou)命,對模(mo)具(ju)材料的選擇是非常嚴(yan)格的。
推(tui)薦使(shi)用(yong)一種(zhong)(zhong)由燒結碳化物制成(cheng)(cheng)的沖(chong)壓(ya)模(mo)具,其成(cheng)(cheng)分(fen)為81%碳化鎢、15%鈷(gu)及4%鉭。這(zhe)種(zhong)(zhong)新型(xing)模(mo)具與氯化油基(ji)潤滑劑同時(shi)使(shi)用(yong),可承受(shou)在(zai)(zai)劇(ju)烈沖(chong)切和沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)過(guo)程中(zhong)所產生的熱量和壓(ya)力,從(cong)而能生產加工(gong)出無劃(hua)痕(hen)的工(gong)件(jian)。這(zhe)種(zhong)(zhong)模(mo)具的維修工(gong)作可以忽略(lve)不計,即使(shi)在(zai)(zai)三年內加工(gong)180000個(ge)工(gong)件(jian),其磨損也很小。
3. 模具間隙(xi)
模具(沖(chong)(chong)切、沖(chong)(chong)壓)的(de)(de)間隙對(dui)沖(chong)(chong)裁件(jian)(jian)斷面和(he)成型質量有著(zhu)極其(qi)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)影(ying)響。此外,模具間隙還(huan)影(ying)響模具的(de)(de)壽命,卸料力、推件(jian)(jian)力、沖(chong)(chong)裁力(沖(chong)(chong)壓力)和(he)工件(jian)(jian)的(de)(de)尺寸精度(du)。因(yin)此,模具間隙是一個非常重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)工藝參數(shu)。
沖(chong)(chong)切時(shi)沖(chong)(chong)頭(tou)和沖(chong)(chong)模(mo)之間(jian)(jian)的(de)(de)間(jian)(jian)隙每邊(bian)為0.051mm;沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型時(shi)沖(chong)(chong)頭(tou)和沖(chong)(chong)模(mo)之間(jian)(jian)的(de)(de)間(jian)(jian)隙為0.851mm,同(tong)時(shi)沖(chong)(chong)壓(ya)所用的(de)(de)沖(chong)(chong)頭(tou)每邊(bian)還帶有3°的(de)(de)斜度。沖(chong)(chong)頭(tou)端部的(de)(de)圓(yuan)角半徑(jing)最小(xiao)為0.381mm,沖(chong)(chong)壓(ya)半徑(jing)不小(xiao)于2.362mm.
在沖(chong)壓變(bian)形量(liang)較(jiao)大(da)的情況下(xia),對于奧氏體不(bu)銹鋼而言,其間(jian)隙比(bi)原始坯料厚度大(da)35%~40%;對于鐵素體不(bu)銹鋼,則一般比(bi)原始坯料厚度大(da)10%~15%。
圖4-10所示為某一(yi)奧氏體不(bu)銹鋼沖壓件的斷面形狀(zhuang)和厚度(du)(du)變化情(qing)況(kuang)。從該圖中可以明確地看出(chu),材質為06Cr19Ni10(304)的沖壓杯的斷面厚度(du)(du)的情(qing)況(kuang)以及沖壓成型后硬度(du)(du)分布情(qing)況(kuang)。
在不(bu)銹鋼沖(chong)(chong)壓(ya)成型(xing)中,通常不(bu)使(shi)用(yong)(yong)間(jian)隙小(xiao)于(yu)材料厚度(du)(du)的(de)方法進(jin)行沖(chong)(chong)壓(ya)成型(xing),因(yin)為這樣將會(hui)使(shi)金(jin)屬在凸模(mo)和凹模(mo)之間(jian)產生(sheng)擠(ji)壓(ya)現象。由于(yu)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼加(jia)工(gong)硬化(hua)速度(du)(du)較高(gao),擠(ji)壓(ya)會(hui)使(shi)模(mo)具(ju)產生(sheng)劃痕并加(jia)快模(mo)具(ju)的(de)磨損(sun)。所以,在不(bu)銹鋼沖(chong)(chong)壓(ya)成型(xing)時,不(bu)適(shi)宜采用(yong)(yong)小(xiao)間(jian)隙、減厚深沖(chong)(chong)的(de)成型(xing)方式(shi)。同時,在奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)沖(chong)(chong)壓(ya)過程中,如產生(sheng)較大的(de)減厚深沖(chong)(chong),則工(gong)件斷裂的(de)可能性也(ye)會(hui)大大增加(jia)。
表4-4是模(mo)具半(ban)徑對奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼深(shen)沖變(bian)形率的(de)(de)影響。當鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼沖壓成型時(shi),由(you)于模(mo)具間隙過大,坯料(liao)在模(mo)具人口處將會產生收(shou)縮(suo)性皺折。為(wei)了控制這一皺折的(de)(de)出現,可以采(cai)用剪去(qu)毛(mao)坯的(de)(de)角(jiao)部(bu)、改變(bian)潤滑劑的(de)(de)黏度(du)并精確調正壓緊(jin)力等方法。
表(biao)4-5是(shi)不同鋼種模具間隙(xi)配合表(biao)。
4. 沖壓(ya)速(su)度
沖壓(ya)速度對沖壓(ya)成型(xing)能(neng)否成功有著重大影響。從加工硬化率(lv)和應力均勻分布的(de)(de)觀(guan)點來看,采用每分鐘508~635mm的(de)(de)沖壓(ya)速度是比較(jiao)適宜的(de)(de)。如果(guo)采用專門的(de)(de)成型(xing)技術,在這種速度下成型(xing)工件的(de)(de)開裂往(wang)往(wang)小于2%。
5. 潤滑(hua)
提高沖壓(ya)加(jia)工(gong)(gong)生產能力(li),保證沖壓(ya)成型(xing)產品的(de)質(zhi)量(liang),固然需(xu)要良好的(de)設備、合(he)理(li)的(de)模具設計、正確的(de)操作調(diao)整,同(tong)時也需(xu)要采取合(he)適的(de)工(gong)(gong)藝冷(leng)卻潤滑。
在薄板成(cheng)型(xing)(xing)加工中(zhong)最(zui)大的(de)損耗(hao)(hao)(原(yuan)材料損耗(hao)(hao)、能耗(hao)(hao)等)來自摩(mo)擦,摩(mo)擦力是成(cheng)型(xing)(xing)中(zhong)必然(ran)出(chu)現的(de)外載荷之一(yi),恰(qia)當地(di)利用摩(mo)擦,可(ke)以起到改善板材成(cheng)型(xing)(xing)性能和提(ti)高產品(pin)質(zhi)量的(de)效(xiao)果,否則可(ke)造成(cheng)模具損耗(hao)(hao)加快、廢品(pin)率高、能耗(hao)(hao)過大等一(yi)系列問題,摩(mo)擦問題日(ri)益(yi)成(cheng)為成(cheng)型(xing)(xing)加工中(zhong)的(de)一(yi)個突出(chu)問題。
摩擦(ca)是由物體(ti)相對運動(dong)(dong)產生的(de)(de),因(yin)而隨之也一定(ding)會帶(dai)來磨(mo)(mo)損。只(zhi)要材(cai)料與(yu)其環境存(cun)在(zai)(zai)著相對主動(dong)(dong),就會產生摩擦(ca),出(chu)現材(cai)料的(de)(de)磨(mo)(mo)損問題。模具選用工具鋼就是需要其耐(nai)磨(mo)(mo)性,這是因(yin)為模具在(zai)(zai)運動(dong)(dong)中完(wan)成沖壓。磨(mo)(mo)損與(yu)腐蝕很類似,它們都從(cong)表面破壞(huai)材(cai)料,并且是普遍存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)現象(xiang)。但是產生破壞(huai)的(de)(de)主要原因(yin),磨(mo)(mo)損與(yu)腐蝕卻是有區(qu)別的(de)(de),前者(zhe)是力學的(de)(de)摩擦(ca)作用;而后者(zhe)是電化學或化學的(de)(de)侵蝕作用。
潤滑是指在兩摩擦表面間加入某種物質,如(ru)油脂類等,是減小(xiao)摩擦和磨損的一種有效(xiao)措(cuo)施。
潤(run)滑(hua)的作用(yong)表現(xian),在相互摩擦金屬之間(jian)加入潤(run)滑(hua)油,如(ru)能使它們不相接觸,不僅(jin)可減少運動所需的力,也可有效地降低金屬的磨損(sun)。
不銹鋼(gang)成型(xing)時(shi),對滑(hua)潤的(de)(de)要(yao)求比碳(tan)鋼(gang)和合金鋼(gang)更(geng)為嚴格。通常由于(yu)不銹鋼(gang)成型(xing)時(shi)要(yao)求必(bi)須(xu)保持高質(zhi)量的(de)(de)表面(mian),此外其強(qiang)度、硬度較高,而導熱性差、摩擦系數又較高,潤滑(hua)就顯得極其重(zhong)要(yao)。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型(xing)時很容易產生黏(nian)結,而且工件的(de)(de)大部(bu)分溫(wen)度可(ke)升得很高。局部(bu)和(he)(he)整體(ti)的(de)(de)過熱(re)無疑(yi)就會(hui)引起工件性能(neng)的(de)(de)變(bian)化。因此,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型(xing)所需(xu)要的(de)(de)潤(run)滑(hua)比碳鋼(gang)和(he)(he)合(he)金鋼(gang)就顯得更(geng)為重要。
不銹鋼沖(chong)(chong)壓成(cheng)(cheng)型使(shi)用(yong)(yong)(yong)潤滑劑,可(ke)以防止模具與(yu)薄板表面(mian)的(de)(de)損(sun)傷,還(huan)可(ke)以調節(jie)接觸面(mian)的(de)(de)摩(mo)擦系數。即使(shi)在(zai)薄板成(cheng)(cheng)型方面(mian),沖(chong)(chong)壓過程中的(de)(de)潤滑作(zuo)用(yong)(yong)(yong)是(shi)極(ji)為(wei)有利于成(cheng)(cheng)型的(de)(de)一(yi)種(zhong)輔助手段,同時(shi)還(huan)具有克(ke)服某些(xie)成(cheng)(cheng)型缺陷的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。但是(shi),現在(zai)人們已經(jing)不只局(ju)限于這種(zhong)認識,而(er)是(shi)將(jiang)其認定為(wei)沖(chong)(chong)壓技(ji)術的(de)(de)一(yi)個重要組成(cheng)(cheng)部分。
潤滑是保證高(gao)質量(liang)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)需要,但(dan)是在鋼(gang)種(zhong)之間這種(zhong)潤滑又有極(ji)(ji)大(da)差別。另(ling)外,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)強(qiang)度高(gao)、硬度高(gao)、熱傳導性低和摩擦系數(shu)高(gao),造成工件、模具(ju)擦劃傷和模具(ju)磨損是極(ji)(ji)其平常的(de),特別是當使用(yong)較大(da)沖壓力時,尤其對于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說更應該高(gao)度注意。
表4-6列(lie)舉了不銹(xiu)鋼使用(yong)不同工藝成(cheng)型時(shi),常(chang)采(cai)用(yong)的潤(run)(run)滑(hua)劑。除(chu)特殊目(mu)的外,石墨(mo)及(ji)二硫(liu)化鉬潤(run)(run)滑(hua)劑一般是(shi)用(yong)來減(jian)少黏結摩擦的,表4-6在評價潤(run)(run)滑(hua)劑時(shi)也考慮了良(liang)好流動性和易分(fen)離性等其他(ta)因素(su)。
作(zuo)為一般用途的可溶(rong)性油,如礦物油、肥皂溶(rong)液和水乳液可以不加考慮(lv),因為它們對(dui)大多數不銹鋼成型是不起作(zuo)用的。
作為(wei)一種保(bao)證(zheng)工件(jian)表面質(zhi)量的(de)預(yu)防措施,不(bu)銹鋼(gang)薄板在(zai)完成(cheng)成(cheng)型(xing)加工工序后(hou),潤(run)滑劑(ji)應全部加以清除(chu),使工件(jian)保(bao)持完全干燥狀態。在(zai)成(cheng)型(xing)工序中間熱處理前,必(bi)須將潤(run)滑劑(ji)全部清除(chu)掉,這(zhe)對(dui)于含有不(bu)溶解 固體、硫或氯(lv)的(de)潤(run)滑劑(ji)尤其重(zhong)要。
為不(bu)銹鋼成型選擇潤滑劑(ji),基于兩個(ge)主要因(yin)素:
①. 潤(run)滑油必須(xu)有(you)效,即它(ta)必須(xu)有(you)助于再形成(cheng),并能(neng)減少廢料和過(guo)度劃傷;
②. 潤滑油必須最大(da)限度地提高工具使用的壽命。
另外,適用(yong)的(de)潤滑油(you)還取決于沖壓(ya)成型的(de)原材料和沖壓(ya)工具表(biao)面粗糙度等(deng)因(yin)素。
不(bu)銹鋼(gang)冷軋后退火酸洗表(biao)面(mian)(mian)(NO、2D)是最適合(he)于沖壓成型(xing)的。潤滑劑在(zai)這(zhe)種相(xiang)對粗(cu)糙的表(biao)面(mian)(mian)上附著能力(li)比在(zai)光滑或者經過(guo)拋光的表(biao)面(mian)(mian)更強(qiang),因此潤滑劑可以在(zai)兩個接(jie)觸的表(biao)面(mian)(mian)之間均勻分布(bu)。當(dang)然,較為光滑的2B表(biao)面(mian)(mian),幾(ji)乎適合(he)于所有的成型(xing)加工。
成型(xing)后(hou),如(ru)何簡便快捷地將潤滑(hua)劑去除,也(ye)是一項十分重要的(de)工作,尤其是當這些零部件(jian)處在高溫下時(shi),如(ru)退火(huo)、去應力熱處理或焊接(jie)。如(ru)果工件(jian)上的(de)潤滑(hua)劑沒有全部去除,在高溫作用下將會快速擴散進入(ru)鋼中(zhong),引起敏(min)化和隨后(hou)耐蝕性的(de)受損。
潤滑劑的(de)選擇(ze)將關系到產品質(zhi)量(liang)和(he)成(cheng)型加(jia)工的(de)成(cheng)本。潤滑劑必須具有(you)加(jia)工工藝(yi)所(suo)要求(qiu)(qiu)的(de)性能,但是使用超過(guo)加(jia)工要求(qiu)(qiu)所(suo)需要的(de)潤滑劑時,這將會使得(de)去除潤滑油(you)費用上升,經濟性不好。
不銹鋼和高強度(du)鋼板沖壓(ya)成型時,為了(le)增加(jia)接觸部的(de)(de)(de)面(mian)壓(ya)力及溫(wen)度(du),防止模具(ju)與(yu)薄板表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)損傷(shang)是(shi)(shi)非常困難的(de)(de)(de)。雖然(ran)從模具(ju)材料和表(biao)面(mian)加(jia)工來(lai)考慮(lv)防止損傷(shang)的(de)(de)(de)對(dui)策仍然(ran)是(shi)(shi)基本和重要的(de)(de)(de),但也不能(neng)忽視依靠潤滑(hua)來(lai)防止損傷(shang)的(de)(de)(de)對(dui)策。弄清楚固(gu)體的(de)(de)(de)塑性接觸以及這種接觸的(de)(de)(de)物理化(hua)學現(xian)象,是(shi)(shi)有待于將(jiang)來(lai)研(yan)究的(de)(de)(de)一個重大課題。
從(cong)成型后的(de)脫脂所(suo)帶來(lai)的(de)廢液(ye)處理和(he)從(cong)操作的(de)觀點(dian)來(lai)考慮(例如(ru)脫模(mo)的(de)容(rong)易程度),薄板(ban)成型通常都(dou)使用(yong)(yong)水(shui)溶性或(huo)者低黏度油作潤滑(hua)(hua)劑。對于軟鋼板(ban)來(lai)說,越來(lai)越迫切地要求既(ji)防銹又(you)潤滑(hua)(hua)的(de)板(ban)材,而且經這種處理的(de)板(ban)材已經開始(shi)試用(yong)(yong)。
在不(bu)銹鋼(gang)沖(chong)壓成型(xing)過(guo)程中(zhong)(zhong),最(zui)常用的潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)氯化(hua)(hua)型(xing)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)(ji)。EP(耐高壓潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)(ji))化(hua)(hua)學活(huo)性并不(bu)好(hao),但是(shi)(shi)它具有調(diao)整這(zhe)種(zhong)活(huo)性的能力,而且其(qi)黏度(du)也可在很大(da)范圍內(nei)變化(hua)(hua),因而是(shi)(shi)不(bu)銹鋼(gang)沖(chong)壓成型(xing)中(zhong)(zhong)最(zui)通用的一種(zhong)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)(ji)。另外,所有氯化(hua)(hua)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)(ji)在脫脂劑(ji)(ji)(ji)或一般劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)均容易清除。同時,為了易于從水基清潔(jie)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)將(jiang)其(qi)除去(qu),還可加入一些(xie)乳化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。
如表4-6所列出的(de)糊(hu)狀顏料、硫(liu)化或(huo)硫(liu)化氯化油類,干燥蠟或(huo)肥皂硼砂膜(mo)也是沖壓(ya)成型過程(cheng)使用(yong)(yong)(yong)的(de)高效潤滑劑,但是它們(men)使用(yong)(yong)(yong)起來不太方便。由于(yu)耐重負荷乳液具(ju)有優(you)良的(de)冷(leng)卻性能(neng),因此常用(yong)(yong)(yong)于(yu)高速(su)沖壓(ya)過程(cheng)。