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(hua)
不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)加工硬化率(系(xi)數)是影響成型性能(neng)的(de)(de)另一重要因素。如果某種鋼(gang)具有高(gao)的(de)(de)加工硬化率,則(ze)它就需要較大的(de)(de)成型力,這(zhe)將(jiang)不可避免地造成工具和沖模的(de)(de)較大、較快的(de)(de)磨損。
如加工硬化系數降(jiang)低(di),則會使均勻應變、變形力及最(zui)大(da)負荷(he)下的應力都隨之(zhi)而降(jiang)低(di),這些因(yin)(yin)素的互(hu)相(xiang)(xiang)影(ying)響,又會最(zui)終導致成(cheng)型性(xing)能的下降(jiang)。最(zui)佳成(cheng)型性(xing)能是低(di)的加工硬化率和所(suo)能得到的最(zui)長模具使用壽(shou)命相(xiang)(xiang)互(hu)矛盾因(yin)(yin)素的統一(yi),但在同一(yi)種鋼上,這兩者是不(bu)可兼顧的。
2. 彈(dan)性(回彈(dan))
沖壓成(cheng)型時的(de)(de)第二個重(zhong)要因素是(shi)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)效應(ying),即某種(zhong)金屬在(zai)成(cheng)型后(hou)的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)回復。人(ren)們希望(wang)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)效應(ying)最小為好。當某種(zhong)金屬在(zai)塑性(xing)(xing)區變形時,如成(cheng)型應(ying)力消除后(hou),會(hui)(hui)(hui)出現一條平行于拉伸曲(qu)線的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)部分的(de)(de)直線,這就是(shi)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)回復線。降低(di)屈服(fu)應(ying)力會(hui)(hui)(hui)導致彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)后(hou)效值(zhi)下降,而增加(jia)加(jia)工(gong)硬(ying)化系數則會(hui)(hui)(hui)使彈(dan)(dan)(dan)性(xing)(xing)后(hou)效值(zhi)提高(gao)。
回彈可(ke)以通過(guo)減小(xiao)彎曲半徑或者少量的過(guo)彎曲來控制。
3. 彎曲半徑
對(dui)于(yu)任何(he)金屬(shu),成型(xing)而沒有開裂(lie)的(de)(de)最(zui)小的(de)(de)半(ban)徑稱為最(zui)小彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)半(ban)徑。最(zui)小彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)半(ban)徑可以按照鋼(gang)板或鋼(gang)帶厚(hou)度的(de)(de)增加(jia)按比例(li)增加(jia)。對(dui)于(yu)大多(duo)數軟(ruan)金屬(shu)或者塑性鋼(gang)來說,如退(tui)火后的(de)(de)不銹鋼(gang),零(ling)半(ban)徑彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(對(dui)折)成型(xing)是可能(neng)的(de)(de)。當接觸(chu)處180°彎(wan)(wan)曲(qu)(qu),沿(yan)著兩張鋼(gang)板的(de)(de)邊部成型(xing)一(yi)個聯合(he)(he)結(jie)合(he)(he)部。所(suo)用的(de)(de)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)工具邊緣必須是圓滑而不是尖(jian)銳的(de)(de),否則在(zai)成型(xing)時會(hui)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(xiang)不(bu)銹鋼就需要較大的半徑。
4. 冷(leng)成型性的改善
提高(gao)不銹鋼成型性(xing)能(neng)的(de)最佳辦法(fa)是降低屈服應力(li)。利(li)用提高(gao)最大均勻(yun)應變(bian)的(de)方法(fa)將會改善成型性(xing)能(neng)。此外,彈性(xing)效(xiao)應的(de)附加(jia)(jia)影(ying)響將會被削(xue)弱(ruo)而工(gong)具壽(shou)命(ming)不受影(ying)響。同時,加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)率(系數)的(de)增加(jia)(jia)也可(ke)改善成型性(xing)能(neng),但卻會帶來加(jia)(jia)劇彈性(xing)效(xiao)應和縮短工(gong)具使(shi)用壽(shou)命(ming)的(de)不利(li)影(ying)響。
拉伸性(xing)(xing)能(neng)變(bian)化(hua)對(dui)不銹(xiu)鋼成型(xing)(xing)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響是確(que)定無疑的(de)(de)。為了應用這一常識(shi),我們必須(xu)找出改變(bian)和控(kong)制拉伸性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)方法。然后,對(dui)這些性(xing)(xing)能(neng)指標加以修(xiu)正,則可使(shi)一些特殊(shu)零件具(ju)有(you)最佳的(de)(de)成型(xing)(xing)性(xing)(xing)能(neng)和加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)。化(hua)學成分和生產工(gong)藝的(de)(de)微小變(bian)化(hua),均可在很大程度上改變(bian)不銹(xiu)鋼的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。
如果其他性能保持不(bu)變,要想降(jiang)低屈(qu)服應(ying)力(li)則應(ying)提高(gao)最(zui)大均勻應(ying)變,這樣也(ye)就降(jiang)低了(le)成(cheng)型(xing)性因(yin)數(改善了(le)成(cheng)型(xing)性能)。
改(gai)(gai)(gai)變(bian)(bian)化(hua)學(xue)成分可以改(gai)(gai)(gai)變(bian)(bian)屈服(fu)應力。但是(shi)(shi),為(wei)降低屈服(fu)應力而(er)改(gai)(gai)(gai)變(bian)(bian)某(mou)一(yi)鋼種中某(mou)一(yi)化(hua)學(xue)成分,這(zhe)將超出該(gai)鋼種所規(gui)定(ding)的化(hua)學(xue)成分范圍。但是(shi)(shi),改(gai)(gai)(gai)變(bian)(bian)在某(mou)一(yi)鋼種所規(gui)定(ding)的成分,而(er)又不(bu)使其他性能有(you)明顯變(bian)(bian)化(hua),這(zhe)正是(shi)(shi)我們所希望的。
常用(yong)不銹鋼對各種成型方式的(de)適應性,見表4-2。