在人工(gong)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型過(guo)(guo)(guo)程中,產生的(de)(de)減薄(bo)量與成(cheng)(cheng)型變(bian)形量有關。人工(gong)旋(xuan)壓(ya)(ya)件(jian)的(de)(de)斷面(mian)減薄(bo)至(zhi)如圖(tu)4-20所(suo)示的(de)(de)那種程度(du)時,工(gong)件(jian)常會產生開(kai)裂(lie)現象(xiang)。其原(yuan)因(yin)是由于加工(gong)量過(guo)(guo)(guo)大,而(er)且中心區的(de)(de)加工(gong)硬化(hua)程度(du)超過(guo)(guo)(guo)材料的(de)(de)承受能力,因(yin)而(er)導致工(gong)件(jian)開(kai)裂(lie)。如果在旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型之前,工(gong)件(jian)在沖壓(ya)(ya)機上沖壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)類(lei)似半球形杯體(ti)再旋(xuan)壓(ya)(ya)出變(bian)化(hua)劇烈的(de)(de)喇叭形寬邊(bian)(見(jian)圖(tu)4-20),旋(xuan)壓(ya)(ya)會容易一些(xie)。

下面介紹10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹鋼的旋壓成型。
材質為(wei)10Cr18Ni12(305)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)錐形體的(de)(de)(de)4次人工旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing),如圖4-20所示(shi)。直徑為(wei)366.6mm的(de)(de)(de)錐形體是經一道預沖壓(ya)成(cheng)型(xing)和4道人工旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)而(er)完成(cheng)的(de)(de)(de)。該工件(jian)所使用的(de)(de)(de)坯料厚度為(wei)0.940mm、直徑為(wei)406.4mm的(de)(de)(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼,這種不(bu)銹(xiu)鋼坯料可(ke)具有2D(薄板)表(biao)面或(huo)1號(帶鋼)表(biao)面光潔度。該工件(jian)也可(ke)用其他型(xing)號的(de)(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼來生產,但是其每(mei)道工序的(de)(de)(de)變(bian)形量隨著加工硬(ying)化程度的(de)(de)(de)提高而(er)降低(di)。
如圖4-20所(suo)示,旋(xuan)壓成(cheng)型所(suo)用的(de)(de)型芯(xin)是用木材或鋼做成(cheng)的(de)(de),旋(xuan)壓成(cheng)型輥則是用淬火鋼材制(zhi)成(cheng)的(de)(de)。在第一次旋(xuan)壓成(cheng)型時(shi),壓力作用在整個坯料上。在其(qi)他三次加(jia)工(gong)(gong)中(zhong),壞(huai)料邊(bian)緣(yuan)不進(jin)行(xing)旋(xuan)壓,這就會(hui)引起(qi)毛坯邊(bian)部(bu)增厚至1.778mm,同時(shi)希望所(suo)得到的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)外形(xing)錐形(xing)體中(zhong)部(bu)的(de)(de)減薄量最(zui)大(da),可使(shi)壁厚尺寸達到0.686mm(變(bian)(bian)形(xing)率為28%).與此同時(shi),工(gong)(gong)件(jian)表面積將(jiang)比原來增加(jia)40%.由于工(gong)(gong)件(jian)減薄和面積增加(jia),這些急劇的(de)(de)變(bian)(bian)化會(hui)給加(jia)工(gong)(gong)變(bian)(bian)形(xing)帶來極(ji)大(da)影響(xiang),因此工(gong)(gong)件(jian)在加(jia)工(gong)(gong)過程中(zhong),必須進(jin)行(xing)兩(liang)次退火加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)序(xu)。
操(cao)作(zuo)程序如(ru)下:
①. 首先在坯(pi)料(尺寸(cun)為(wei):厚(hou)度0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中心部位(wei),開一個直(zhi)徑為(wei)6.35mm的(de)中心孔(kong),并預沖壓(ya)成型;
②. 采用人工(gong)(gong)的方法,通過(guo)成型(xing)輥(gun)對(dui)旋轉(zhuan)的芯棒施加壓(ya)力,使坯料凹深達(da)到76.2mm,旋壓(ya)加工(gong)(gong)速度為300r/min;
③. 用第二個層狀硬木型芯(xin)將坯料(liao)凹深處旋壓至127mm,邊部深度在50.8mm以內;
④. 在1038℃的氫(qing)氣(qi)氛中(zhong)進行(xing)中(zhong)間退火,然(ran)后空(kong)冷,用鋼型芯將坯料凹深旋壓至177.8mm邊部,深度(du)在25.4mm以內;
⑤. 在與工序③相同的條件(jian)下退火,用鋼型芯將坯料凹深旋壓至203.2mm,并最后加工成(cheng)型;
⑥. 在車床(chuang)上對工(gong)件(jian)的(de)頂(ding)部和底部進行加工(gong),使喇叭口的(de)高度達到196.86mm;
⑦. 成品,上口(kou)(kou)直徑101.6mm,下(xia)口(kou)(kou)直徑 366.60mm,高196.85mm.
由于(yu)400系列不(bu)銹鋼的(de)(de)延(yan)伸性能較差,所以不(bu)適宜用(yong)人工旋壓(ya)的(de)(de)方法(fa)成型,特別是當變(bian)形劇烈(lie)時更是如此。另外還要注意,對成型模具施加過(guo)大壓(ya)力,會引起(qi)加工表面的(de)(de)磨損,從而導致工件過(guo)早地減薄和(he)開裂(lie)。
由于工(gong)(gong)具(ju)對金(jin)屬(shu)的作用,急劇旋壓成(cheng)型件的表面(mian)往(wang)往(wang)比較粗糙。這(zhe)樣,用400系列不銹鋼(gang)旋壓加工(gong)(gong)成(cheng)型后的工(gong)(gong)件,拋光(guang)和(he)高(gao)精度研(yan)磨的成(cheng)本(ben)就顯(xian)得(de)非(fei)常高(gao)。因此,在研(yan)磨和(he)拋光(guang)之前,須對凹(ao)凸不平(ping)(ping)的工(gong)(gong)件先進(jin)行粗磨,使其(qi)表面(mian)變得(de)平(ping)(ping)滑一(yi)些。

表4-7給(gei)出了人(ren)工旋壓時拉(la)伸的近似極限。該(gai)表適用于厚度為1.575mm的完全退火材料。退火后(hou)的二次(ci)拉(la)伸量比第一次(ci)小(xiao)8%。零件各部分的拉(la)伸量并(bing)不(bu)需(xu)要完全一致(zhi),它是根據成型(xing)變形量的不(bu)同(tong)而有變化的。
所(suo)有300系(xi)列(lie)的不(bu)銹鋼均可(ke)采用旋壓成型方法(fa),但是加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)較低(di)的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12(305)型鋼在中間退火前的旋壓加(jia)(jia)工(gong)量比其(qi)他不(bu)銹鋼大(da)。退火后的工(gong)件必須經酸洗清除氧(yang)化(hua)鐵皮(pi),以(yi)恢(hui)復其(qi)光潔(jie)的表面。1號(帶鋼)或2D(薄拉)表面光潔(jie)度最適于(yu)大(da)變形(xing)旋壓工(gong)藝(yi),因為此時金(jin)屬處于(yu)最軟和(he)無應力狀(zhuang)態(tai),其(qi)加(jia)(jia)工(gong)量可(ke)達到(dao)最大(da)程度。

人工(gong)旋壓(ya)成(cheng)型時(shi),一般采用較低的加工(gong)速度(du),圖4-21顯示出(chu)加工(gong)速度(du)和厚度(du)之間的關(guan)系。因此,在成(cheng)型工(gong)具的作用下,將會引起成(cheng)型金屬的表面嚴(yan)重磨損,同(tong)時(shi)也(ye)會產(chan)生(sheng)較大加工(gong)硬(ying)化(hua)。
雖(sui)然(ran)0.127mm的薄料到6.35mm的厚(hou)料都可以采用人工(gong)旋壓方(fang)法成(cheng)型(xing),但是一(yi)般情況下,人工(gong)旋壓成(cheng)型(xing)時不銹鋼原料的厚(hou)度(du)在(zai)0.305~3.175mm之間。此時角部倒圓至少(shao)應為被加(jia)工(gong)金(jin)屬厚(hou)度(du)的5倍。由于彈(dan)性回彈(dan)和(he)熱脹(zhang)冷縮(suo)的影響,芯模尺(chi)寸(cun)和(he)要求的形狀尺(chi)寸(cun)必須預留一(yi)定的加(jia)工(gong)余量。

