動力旋壓成型一般用于大變形和一些人工無法完成的成型加工。當采用動力旋壓成型方法,對300和400系列不銹鋼工件進行成型加工是非常容易實現的。如對加工硬化較低的12Cr19Ni9(302)和10Cr18Ni12(305)鋼成型加工,其效果會更好。10Cr17(430)鋼采用動力旋壓成型時,其變形量可以比人工旋壓時更大一些。
旋壓(ya)(ya)成型可以在冷態(tai)下(xia)進行(xing),也可以在熱態(tai)下(xia)進行(xing)。實際上動力旋壓(ya)(ya)成型時,由于急劇變形(xing)本身就會(hui)產生很高的熱量,這就使(shi)得旋壓(ya)(ya)過程由開始的冷加(jia)工逐(zhu)漸變為溫加(jia)工。
溫度高于788℃的(de)(de)熱旋(xuan)壓成型,一般用于加工(gong)厚度為(wei)4.763~12.7mm的(de)(de)工(gong)件(jian)。在熱旋(xuan)壓過程(cheng)中必須對溫度精(jing)確加工(gong)控制,因此(ci)用這種方(fang)法(fa)(fa)旋(xuan)壓加工(gong)厚度小(xiao)于6.35mm的(de)(de)工(gong)件(jian)是(shi)比(bi)較困難的(de)(de)。對比(bi)較厚的(de)(de)不銹鋼工(gong)件(jian)而(er)言(yan),則(ze)采(cai)用熱旋(xuan)壓加工(gong)將(jiang)和低碳鋼一樣容(rong)易成型。奧氏體不銹鋼采(cai)用動力(li)旋(xuan)壓成型的(de)(de)主要(yao)問題(ti)是(shi)工(gong)件(jian)邊(bian)(bian)部(bu)容(rong)易產(chan)生裂(lie)(lie)紋。為(wei)了防止(zhi)裂(lie)(lie)紋產(chan)生,常常將(jiang)坯料邊(bian)(bian)緣部(bu)研磨的(de)(de)平滑一些,并留有較大的(de)(de)切邊(bian)(bian)余量,這些對防止(zhi)裂(lie)(lie)紋產(chan)生是(shi)十分有利的(de)(de)。如果(guo)產(chan)生邊(bian)(bian)部(bu)裂(lie)(lie)紋,一定要(yao)將(jiang)其(qi)切除。另(ling)外,使工(gong)件(jian)保持較窄凸緣的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)也可防止(zhi)裂(lie)(lie)紋和扭曲(qu)的(de)(de)產(chan)生。
如果(guo)旋(xuan)壓工件(jian)冷卻后的尺寸(cun)不符合要求(由于彈性后效和熱膨脹引起(qi)),而此(ci)時的工件(jian)溫度仍在149℃以上(shang)時,可將(jiang)其退(tui)火再進一(yi)步(bu)旋(xuan)壓加工至(zhi)要求的尺寸(cun)。
動力旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)時,工件將會(hui)產生較大的(de)減(jian)薄現(xian)象,如(ru)圖4-22所(suo)示的(de)某(mou)深(shen)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)容器,其橫斷面(mian)就是(shi)如(ru)此(ci)。在一次旋(xuan)(xuan)壓(ya)加工成(cheng)型(xing)(xing)工序中,該容器的(de)厚(hou)(hou)(hou)度即(ji)由1.905mm減(jian)薄至0.660mm.坯料在普(pu)通(tong)的(de)沖壓(ya)機上沖壓(ya)成(cheng)直(zhi)徑152.4mm、深(shen)76.2mm的(de)半成(cheng)品杯,容器的(de)頂(ding)部要比(bi)側(ce)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)一些。雖然(ran)邊緣的(de)增厚(hou)(hou)(hou)現(xian)象發生在沖壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)過程中,但是(shi)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)時由于該區(qu)域基(ji)本上未發生變形,所(suo)以比(bi)旋(xuan)(xuan)壓(ya)處仍然(ran)較厚(hou)(hou)(hou)。
動(dong)力旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)(xing)工件(jian)的表(biao)面(mian)是(shi)比較粗(cu)糙(cao)的,因此需要對工件(jian)進行(xing)大量的精整加工使其表(biao)面(mian)光滑發亮(liang)。旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)(xing)工件(jian)表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)的原因是(shi)由于壓輥接觸(chu)金屬轉(zhuan)動(dong)時會在工件(jian)表(biao)面(mian)上留下螺旋(xuan)形槽痕。除此缺點以(yi)外,動(dong)力旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)(xing)則是(shi)不銹鋼(gang)工件(jian)成(cheng)型(xing)(xing)的一種最佳方法(fa)。
1. 潤滑(hua)
旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型使(shi)用潤(run)滑劑(ji)(ji)的目的是為(wei)了盡可能減少黏結和工(gong)具滯動(dong),同時也(ye)為(wei)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)加工(gong)過(guo)程(cheng)提(ti)供(gong)冷卻(que)條件(jian)。對(dui)于人(ren)工(gong)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型形式(shi),附著性強的潤(run)滑劑(ji)(ji)最(zui)理(li)想。對(dui)于動(dong)力旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型,由(you)于速度(du)快(kuai),加工(gong)量大,冷卻(que)作用就顯得更為(wei)重要。通常應避免使(shi)用含硫(liu)或氯的潤(run)滑劑(ji)(ji),因為(wei)該潤(run)滑劑(ji)(ji)不(bu)易清洗(xi),而且(qie)對(dui)加熱(re)后的不(bu)銹鋼表面(mian)還(huan)會產(chan)生不(bu)利影響(xiang)。旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)用潤(run)滑劑(ji)(ji),參見表4-6。
2. 應用實(shi)例
對于較深的工件來說,采用動(dong)力旋壓成型方法是比較合(he)適的。下面兩例即可說明(ming)這一點。
①. 圖(tu)4-23是用動力旋壓成型方法(fa)生產缽的示意(yi)圖(tu)
該坯(pi)料面積為5564.5m㎡,厚(hou)度為0.889mm,坯(pi)料是從具(ju)有2B表面光(guang)潔度的10Cr17(430)型(xing)不銹鋼卷(juan)板上剪切下來的。旋(xuan)壓加工一個缽需經四道(dao)工序,其中(zhong)包括(kuo)兩道(dao)預沖壓工序、切邊和壓印標記(ji)工序。
由于缽邊部和旋壓模(mo)之間(jian)有20°的(de)夾角(jiao),因此用(yong)平板坯料(liao)進行旋壓時可(ke)以(yi)一(yi)次成(cheng)型。然而如(ru)夾角(jiao)為15°或更小時,則必須經過兩(liang)次旋壓才能旋壓成(cheng)型為成(cheng)品。
過去曾(ceng)用深沖(chong)(chong)方法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)缽,而現在大多用旋壓成(cheng)型方法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)。這是因為這種工件的年需(xu)求(qiu)量(liang)太低(di),如果采用深沖(chong)(chong)成(cheng)型,則沖(chong)(chong)切模(mo)和(he)沖(chong)(chong)壓工具的成(cheng)本較高(gao)。
所(suo)用的工具是(shi)由工具鋼制作的。坯料(liao)在旋壓成型(xing)前,必須對表面進行處(chu)理。
a. 成型工序:a.從寬為(wei)219.08mm的鋼卷上,按長(chang)度為(wei)219.08mm的定尺長(chang)度下(xia)料(liao);
b. 用一臺60t沖壓(ya)機(ji)將219.08mm 見方的(de)坯料落料成(cheng)圓形毛坯,并預沖壓(ya)成(cheng)型;
C. 在一臺自動(dong)機床上進行(xing)動(dong)力(li)旋(xuan)壓成型;
d. 在另(ling)一個缽(bo)進行自動旋壓(ya)時,對已旋壓(ya)完(wan)畢的缽(bo)進行切邊和壓(ya)印。
②. 雞尾酒攪拌(ban)杯的旋壓成型。
雞(ji)尾酒攪拌杯過去曾用五次(ci)(ci)深(shen)沖和(he)一次(ci)(ci)整形(xing)方法(fa)來生(sheng)產,現(xian)在(zai)改用一次(ci)(ci)沖壓和(he)整形(xing)預(yu)成(cheng)型(xing)后再(zai)采用旋壓成(cheng)型(xing)的方法(fa),這樣可降低加工成(cheng)本。
旋壓成型(xing)的(de)杯除其強度較高外(因旋壓中的(de)劇烈冷加工的(de)作用(yong)),成型(xing)工序(xu)還減少了中間退火工序(xu)。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼(gang))沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖(chong)(chong)壓和(he)旋(xuan)壓這兩種(zhong)成型(xing)方(fang)法(fa)所用(yong)鋼卷原(yuan)料的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)和(he)寬度(du)是不同(tong)的(de)(de)(de)。沖(chong)(chong)壓杯所用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)料厚(hou)度(du)為(wei)(wei)(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)(wei)(wei)255.59mm,坯料直徑為(wei)(wei)(wei) 252.41mm.旋(xuan)壓杯所用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)料厚(hou)度(du)為(wei)(wei)(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)(wei)(wei)160.34mm,坯料直徑為(wei)(wei)(wei)153.99mm.所以僅(jin)就原(yuan)料來說,旋(xuan)壓成型(xing)所用(yong)原(yuan)料明顯要比沖(chong)(chong)壓成型(xing)少得多。
旋壓(ya)杯制造之所以(yi)必須(xu)采用預沖(chong)壓(ya)成型工序,這是(shi)因為(wei)該杯壁(bi)與(yu)軸線幾乎是(shi)平行的(de)。如果杯壁(bi)傾斜角較大(大于(yu)15°)時,則(ze)可用旋壓(ya)成型方法,由(you)平板(ban)坯(pi)料一次成型為(wei)成品。
表(biao)4-8給出(chu)了(le)一(yi)些鋼種旋壓時拉伸(shen)的(de)(de)近(jin)似極限。該(gai)表(biao)適(shi)用于厚(hou)度(du)為(wei)1.575mm的(de)(de)完全退火(huo)材料。退火(huo)后(hou)的(de)(de)二次拉伸(shen)量(liang)比第一(yi)次要小8%,工件各部(bu)位(wei)的(de)(de)拉伸(shen)量(liang)并(bing)不需要完全一(yi)致,它(ta)是根據成型(xing)程度(du)的(de)(de)不同而(er)變化的(de)(de)。