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(xiu)鋼的化學成分也是影響其成型的重要因素之一。
1. 加(jia)工硬化
不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)加工硬化率(lv)(系數)是影響成(cheng)型性能的(de)(de)另(ling)一重要(yao)因素。如果某種鋼(gang)具(ju)有高的(de)(de)加工硬化率(lv),則它就需要(yao)較大(da)的(de)(de)成(cheng)型力,這將不(bu)可避免地造成(cheng)工具(ju)和(he)沖(chong)模的(de)(de)較大(da)、較快的(de)(de)磨(mo)損。
如加工(gong)硬化系數(shu)降低(di),則(ze)會使(shi)均勻應(ying)變、變形力及最大負荷下的(de)(de)應(ying)力都隨之而降低(di),這些(xie)因素(su)(su)的(de)(de)互相(xiang)影響,又會最終導致(zhi)成型(xing)性能的(de)(de)下降。最佳成型(xing)性能是(shi)低(di)的(de)(de)加工(gong)硬化率和所(suo)能得到的(de)(de)最長(chang)模具(ju)使(shi)用(yong)壽命相(xiang)互矛盾因素(su)(su)的(de)(de)統一(yi),但在同一(yi)種鋼上,這兩者(zhe)是(shi)不可(ke)兼顧的(de)(de)。
2. 彈(dan)性(回彈(dan))
沖壓(ya)成(cheng)型(xing)時(shi)的第二個重要因素是彈(dan)(dan)性(xing)(xing)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying),即(ji)某種金(jin)屬在(zai)成(cheng)型(xing)后的彈(dan)(dan)性(xing)(xing)回(hui)復(fu)。人(ren)們希望彈(dan)(dan)性(xing)(xing)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)最小為(wei)好。當某種金(jin)屬在(zai)塑性(xing)(xing)區(qu)變形時(shi),如成(cheng)型(xing)應(ying)(ying)(ying)(ying)力消(xiao)除后,會(hui)出現一條平行于拉伸曲線(xian)的彈(dan)(dan)性(xing)(xing)部分的直(zhi)線(xian),這就是彈(dan)(dan)性(xing)(xing)回(hui)復(fu)線(xian)。降(jiang)低屈服應(ying)(ying)(ying)(ying)力會(hui)導致(zhi)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)后效(xiao)值下降(jiang),而增加(jia)加(jia)工硬化系數則會(hui)使彈(dan)(dan)性(xing)(xing)后效(xiao)值提高。
回彈(dan)可以(yi)通過(guo)減小彎曲半徑或(huo)者(zhe)少量的過(guo)彎曲來控制。
3. 彎曲半徑
對(dui)于(yu)任何(he)金屬(shu),成(cheng)型(xing)(xing)而(er)沒(mei)有開(kai)裂的最小的半徑(jing)(jing)稱(cheng)為最小彎曲半徑(jing)(jing)。最小彎曲半徑(jing)(jing)可(ke)以按照(zhao)鋼(gang)板或鋼(gang)帶(dai)厚度的增(zeng)加(jia)按比例(li)增(zeng)加(jia)。對(dui)于(yu)大多數軟金屬(shu)或者塑(su)性(xing)鋼(gang)來說,如退(tui)火后的不銹鋼(gang),零半徑(jing)(jing)彎曲(對(dui)折)成(cheng)型(xing)(xing)是可(ke)能的。當接觸處180°彎曲,沿著(zhu)兩張鋼(gang)板的邊部成(cheng)型(xing)(xing)一(yi)個聯合結合部。所(suo)用(yong)的彎曲工具(ju)邊緣必須是圓(yuan)滑而(er)不是尖(jian)銳的,否(fou)則在成(cheng)型(xing)(xing)時(shi)會割傷鋼(gang)板。
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(bu)銹(xiu)鋼就需要較大的半徑。
4. 冷成型性的改(gai)善
提高(gao)不銹鋼成(cheng)型(xing)性能的(de)最佳(jia)辦法是降(jiang)低屈服應(ying)力。利用(yong)提高(gao)最大均勻(yun)應(ying)變的(de)方(fang)法將(jiang)會改善成(cheng)型(xing)性能。此外(wai),彈(dan)性效(xiao)應(ying)的(de)附加影響(xiang)(xiang)將(jiang)會被削弱而工具壽(shou)命(ming)不受影響(xiang)(xiang)。同時(shi),加工硬化率(系數)的(de)增加也(ye)可改善成(cheng)型(xing)性能,但(dan)卻會帶來加劇(ju)彈(dan)性效(xiao)應(ying)和縮短工具使用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)不利影響(xiang)(xiang)。
拉(la)伸性能(neng)(neng)(neng)變化對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)成型(xing)性能(neng)(neng)(neng)的影響是確(que)定無(wu)疑的。為了應(ying)用這一(yi)常識,我們必須找(zhao)出改變和控(kong)制拉(la)伸性能(neng)(neng)(neng)的方(fang)法(fa)。然后,對(dui)這些性能(neng)(neng)(neng)指標加以修正,則可使一(yi)些特(te)殊零件具有最佳的成型(xing)性能(neng)(neng)(neng)和加工(gong)性能(neng)(neng)(neng)。化學成分和生產工(gong)藝(yi)的微小變化,均可在很大程度上改變不銹(xiu)鋼(gang)的力學性能(neng)(neng)(neng)。
如果其他性能(neng)保持不變,要想降(jiang)低屈(qu)服應(ying)力則應(ying)提高最大均(jun)勻應(ying)變,這(zhe)樣也就降(jiang)低了(le)成型(xing)性因數(改善了(le)成型(xing)性能(neng))。
改(gai)(gai)變化(hua)(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)可以改(gai)(gai)變屈(qu)服(fu)應力(li)。但(dan)是(shi),為(wei)降(jiang)低屈(qu)服(fu)應力(li)而改(gai)(gai)變某(mou)一(yi)(yi)鋼(gang)種(zhong)中某(mou)一(yi)(yi)化(hua)(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen),這(zhe)將超出該鋼(gang)種(zhong)所(suo)規定的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)范圍(wei)。但(dan)是(shi),改(gai)(gai)變在某(mou)一(yi)(yi)鋼(gang)種(zhong)所(suo)規定的(de)成(cheng)分(fen),而又不(bu)使其他性能有(you)明顯變化(hua)(hua),這(zhe)正是(shi)我(wo)們所(suo)希(xi)望(wang)的(de)。
常(chang)用不銹鋼對各(ge)種成(cheng)型方式的適(shi)應(ying)性,見表(biao)4-2。