在人(ren)工(gong)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓成(cheng)(cheng)型過程中,產生(sheng)的減薄量(liang)與成(cheng)(cheng)型變(bian)(bian)形(xing)量(liang)有關。人(ren)工(gong)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓件的斷面減薄至(zhi)如圖4-20所示的那(nei)種程度(du)時(shi),工(gong)件常會產生(sheng)開(kai)裂(lie)現象(xiang)。其(qi)原因是(shi)由于加工(gong)量(liang)過大(da),而且中心區的加工(gong)硬化(hua)程度(du)超過材料的承受能(neng)力,因而導致工(gong)件開(kai)裂(lie)。如果在旋(xuan)(xuan)(xuan)壓成(cheng)(cheng)型之前(qian),工(gong)件在沖壓機上沖壓成(cheng)(cheng)類似半球形(xing)杯(bei)體再旋(xuan)(xuan)(xuan)壓出變(bian)(bian)化(hua)劇烈的喇叭形(xing)寬邊(見(jian)圖4-20),旋(xuan)(xuan)(xuan)壓會容易一(yi)些。

下面介紹10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹鋼(gang)的旋壓成型。
材(cai)質為(wei)(wei)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)的(de)錐(zhui)形體(ti)的(de)4次(ci)人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),如圖4-20所(suo)示。直徑(jing)為(wei)(wei)366.6mm的(de)錐(zhui)形體(ti)是經一道(dao)(dao)預沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和4道(dao)(dao)人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)而完成(cheng)(cheng)的(de)。該(gai)工(gong)件(jian)所(suo)使(shi)用的(de)坯(pi)料(liao)厚(hou)度為(wei)(wei)0.940mm、直徑(jing)為(wei)(wei)406.4mm的(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang),這種(zhong)不(bu)銹鋼(gang)坯(pi)料(liao)可(ke)具(ju)有(you)2D(薄板(ban))表面(mian)或1號(hao)(帶鋼(gang))表面(mian)光潔度。該(gai)工(gong)件(jian)也可(ke)用其他(ta)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)號(hao)的(de)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)來生產,但是其每道(dao)(dao)工(gong)序的(de)變形量隨著(zhu)加工(gong)硬化(hua)程度的(de)提高而降(jiang)低(di)。
如圖4-20所(suo)示,旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型所(suo)用的型芯是(shi)用木材或鋼(gang)做成的,旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型輥則是(shi)用淬(cui)火鋼(gang)材制(zhi)成的。在第一次(ci)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型時(shi),壓(ya)力作用在整個坯料(liao)上(shang)。在其他(ta)三次(ci)加工(gong)中(zhong)(zhong),壞料(liao)邊緣不進行(xing)旋(xuan)(xuan)壓(ya),這就會引起毛坯邊部(bu)增厚至1.778mm,同時(shi)希望所(suo)得到的工(gong)件(jian)(jian)外形(xing)錐形(xing)體中(zhong)(zhong)部(bu)的減薄量最大(da),可(ke)使壁(bi)厚尺寸(cun)達(da)到0.686mm(變形(xing)率為28%).與(yu)此同時(shi),工(gong)件(jian)(jian)表面積將比原來(lai)增加40%.由于(yu)工(gong)件(jian)(jian)減薄和(he)面積增加,這些(xie)急劇的變化(hua)會給加工(gong)變形(xing)帶(dai)來(lai)極大(da)影響,因此工(gong)件(jian)(jian)在加工(gong)過程中(zhong)(zhong),必須進行(xing)兩次(ci)退火加工(gong)工(gong)序。
操作程(cheng)序如下(xia):
①. 首先在坯(pi)料(尺寸(cun)為(wei)(wei):厚(hou)度0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中心部(bu)位,開一個直(zhi)徑為(wei)(wei)6.35mm的中心孔,并預沖壓成(cheng)型;
②. 采用人工的方法(fa),通過成型輥對旋轉的芯(xin)棒施(shi)加壓力,使坯料凹深達到76.2mm,旋壓加工速度為300r/min;
③. 用(yong)第二個(ge)層狀硬木型(xing)芯(xin)將坯料凹深處旋壓至127mm,邊(bian)部深度在50.8mm以(yi)內;
④. 在1038℃的氫氣氛中進行中間退火(huo),然后空冷,用鋼型芯將坯料(liao)凹深(shen)旋(xuan)壓至177.8mm邊部,深(shen)度在25.4mm以(yi)內;
⑤. 在與工序(xu)③相(xiang)同的條件(jian)下退火,用鋼型(xing)芯將坯料凹深旋壓至203.2mm,并最后(hou)加(jia)工成型(xing);
⑥. 在(zai)車(che)床(chuang)上對工件的頂部(bu)和底(di)部(bu)進行加工,使(shi)喇叭(ba)口的高(gao)度達(da)到(dao)196.86mm;
⑦. 成(cheng)品,上口(kou)直(zhi)徑(jing)101.6mm,下口(kou)直(zhi)徑(jing) 366.60mm,高(gao)196.85mm.
由(you)于400系列不(bu)銹鋼的(de)(de)延伸性能較差,所以不(bu)適宜用(yong)人工旋(xuan)壓的(de)(de)方法成型(xing),特別(bie)是當變形劇烈時更是如(ru)此(ci)。另外還(huan)要注意,對(dui)成型(xing)模具(ju)施(shi)加過大壓力,會引起加工表面(mian)的(de)(de)磨損,從而導致工件過早地減(jian)薄和開裂。
由于(yu)工(gong)具對金屬的作用,急劇旋壓成(cheng)型(xing)件(jian)的表(biao)面(mian)往(wang)往(wang)比較粗(cu)(cu)糙(cao)。這(zhe)樣,用400系列不(bu)銹鋼(gang)旋壓加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)后(hou)的工(gong)件(jian),拋(pao)光(guang)和高精度研磨(mo)的成(cheng)本就顯得非常高。因此,在研磨(mo)和拋(pao)光(guang)之前,須對凹凸不(bu)平的工(gong)件(jian)先進行粗(cu)(cu)磨(mo),使其表(biao)面(mian)變得平滑一(yi)些。

表4-7給出了人工(gong)旋壓時拉伸(shen)(shen)的近似極限。該表適用于(yu)厚度為1.575mm的完全退(tui)火材料。退(tui)火后的二(er)次(ci)拉伸(shen)(shen)量(liang)比第(di)一次(ci)小8%。零件各部(bu)分的拉伸(shen)(shen)量(liang)并不需(xu)要(yao)完全一致(zhi),它是根據成型(xing)變(bian)形量(liang)的不同(tong)而有變(bian)化的。
所有300系列的(de)(de)不銹鋼均可采用(yong)旋(xuan)(xuan)壓成(cheng)型方(fang)法,但是(shi)加工硬化較低的(de)(de) 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12(305)型鋼在中間退火前的(de)(de)旋(xuan)(xuan)壓加工量(liang)比其(qi)他不銹鋼大。退火后的(de)(de)工件必須經(jing)酸洗清除氧化鐵皮(pi),以恢復其(qi)光潔的(de)(de)表(biao)(biao)面。1號(帶鋼)或(huo)2D(薄拉)表(biao)(biao)面光潔度最(zui)適于(yu)大變形旋(xuan)(xuan)壓工藝(yi),因為(wei)此時金屬處(chu)于(yu)最(zui)軟和(he)無應(ying)力(li)狀態(tai),其(qi)加工量(liang)可達(da)到最(zui)大程度。

人工(gong)(gong)旋壓成(cheng)型(xing)時(shi),一(yi)般采用較(jiao)低(di)的(de)加工(gong)(gong)速度(du),圖4-21顯示出(chu)加工(gong)(gong)速度(du)和厚度(du)之間(jian)的(de)關系(xi)。因此,在(zai)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)具的(de)作(zuo)用下,將會引起成(cheng)型(xing)金屬的(de)表(biao)面嚴重磨損(sun),同時(shi)也會產生較(jiao)大(da)加工(gong)(gong)硬化(hua)。
雖然(ran)0.127mm的(de)薄料到(dao)6.35mm的(de)厚料都可以采用人工旋壓方法成型,但是一(yi)般情況下,人工旋壓成型時不銹鋼原(yuan)料的(de)厚度在0.305~3.175mm之(zhi)間。此時角部(bu)倒圓至少應(ying)為被(bei)加工金屬(shu)厚度的(de)5倍。由于彈性(xing)回彈和熱脹冷縮的(de)影響(xiang),芯模(mo)尺寸(cun)和要求(qiu)的(de)形狀尺寸(cun)必須預留(liu)一(yi)定的(de)加工余量。

