沖壓成型技術就是采用沖床和模具來加工成型所需產品的形狀,國內的不銹鋼沖壓成型生產常見于不(bu)銹鋼廚具生產企業的不銹鋼鍋、盆需要的深沖壓成型,廚具的手柄所需要沖壓、折彎、拍扁等成型。成型用的沖床可以是機械傳動的,也可以是液壓傳動的。但是,深沖壓成型時最好還是使用液壓傳動的,因為在沖程全長上液壓沖床都能提供滿載壓力。
絕大多數傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)技術,都可(ke)用(yong)于不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing),但(dan)因(yin)(yin)為(wei)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)所(suo)(suo)(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)力(li)要比沖(chong)壓(ya)低碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所(suo)(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)力(li)大60%以(yi)上,所(suo)(suo)(suo)以(yi)用(yong)于不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)床機架應能(neng)承受更(geng)大的(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)力(li)。另一方面(mian),解(jie)決成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)擦(ca)劃傷(shang)問題是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)關鍵,這(zhe)是(shi)因(yin)(yin)為(wei)在沖(chong)壓(ya)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時,所(suo)(suo)(suo)產生的(de)(de)(de)(de)高(gao)摩擦(ca)力(li)和高(gao)溫(wen)會造(zao)成(cheng)(cheng)工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)擦(ca)劃傷(shang)。常用(yong)的(de)(de)(de)(de)肥皂液或乳化液的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑效果都不(bu)(bu)(bu)理想,應使(shi)用(yong)專(zhuan)用(yong)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)壓(ya)潤(run)滑油或含有特高(gao)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添(tian)加劑的(de)(de)(de)(de)潤(run)滑油,但(dan)因(yin)(yin)為(wei)這(zhe)種特高(gao)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添(tian)加劑會對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)表面(mian)造(zao)成(cheng)(cheng)腐(fu)蝕(shi),所(suo)(suo)(suo)以(yi)在沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)后必須立即將(jiang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)油跡清除(chu)掉。
由于沖壓用(yong)價格模具加工成本很高,沖壓用(yong)設備昂貴,所以只有在大批量加工生產(chan)時(shi)才采用(yong)沖壓成型的(de)技術(shu)。
1. 沖壓機械(xie)
用(yong)(yong)于不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)深沖(chong)(chong)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)機和低(di)碳鋼(gang)深沖(chong)(chong)成(cheng)(cheng)型相比,僅在(zai)電機功率和機器剛(gang)度(du)方(fang)面(mian)有(you)所不(bu)同。這(zhe)是(shi)因為不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)一(yi)方(fang)面(mian)加工硬化速度(du)高(gao),另一(yi)方(fang)面(mian)具有(you)較高(gao)的(de)(de)強度(du),這(zhe)樣(yang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)深沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型所用(yong)(yong)的(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)機常常要承受(shou)滿負荷(he)以上的(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)力,這(zhe)就要求沖(chong)(chong)壓(ya)機必須有(you)足夠的(de)(de)剛(gang)度(du)和沖(chong)(chong)壓(ya)力。
前(qian)面已經提到,不銹(xiu)鋼(gang)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型所(suo)用的(de)(de)設(she)備類型和(he)低碳鋼(gang)相同(tong)。盡管所(suo)有不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強度和(he)延伸率都(dou)不相同(tong),但是它們成(cheng)型所(suo)需的(de)(de)力(li)量都(dou)比碳素鋼(gang)大(da)。一般來說,沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)設(she)備的(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)力(li)應(ying)比加工同(tong)等(deng)尺寸的(de)(de)低碳鋼(gang)所(suo)需的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)要大(da)60%以(yi)(yi)上。此外,沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)設(she)備的(de)(de)機身應(ying)該是非常堅(jian)固,并(bing)做成(cheng)整體形式,以(yi)(yi)便能承(cheng)受(shou)更大(da)的(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)力(li)而(er)不變形。
沖(chong)壓(ya)機每秒(miao)鐘沖(chong)壓(ya)的(de)(de)(de)次數(shu)為成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)速(su)(su)度(du),成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)速(su)(su)度(du)將影(ying)響到坯(pi)料與模(mo)具(ju)間的(de)(de)(de)相對滑(hua)動速(su)(su)度(du),產(chan)生摩(mo)擦熱及(ji)變(bian)(bian)形熱。這(zhe)些(xie)作為媒介(jie)將影(ying)響到潤(run)滑(hua)效果。沖(chong)壓(ya)時(shi)潤(run)滑(hua)效果的(de)(de)(de)好(hao)壞,大多(duo)數(shu)是以潤(run)滑(hua)使沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)力的(de)(de)(de)減小量來評價的(de)(de)(de),而摩(mo)擦系(xi)數(shu)的(de)(de)(de)降低(di)又直接關(guan)系(xi)到模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)磨損與產(chan)品缺(que)陷的(de)(de)(de)產(chan)生。但是,當人們重(zhong)(zhong)新認識(shi)到摩(mo)擦系(xi)數(shu)與磨損之(zhi)間的(de)(de)(de)正(zheng)比關(guan)系(xi)之(zhi)后,將來研究(jiu)沖(chong)壓(ya)速(su)(su)度(du)對薄(bo)板及(ji)模(mo)具(ju)表(biao)面損傷的(de)(de)(de)影(ying)響時(shi),就必須同時(shi)重(zhong)(zhong)視潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)研究(jiu)。研究(jiu)應(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)度(du)對薄(bo)板變(bian)(bian)形強(qiang)度(du)和(he)變(bian)(bian)形能(neng)之(zhi)間的(de)(de)(de)相互關(guan)系(xi)時(shi),也需(xu)要把材料及(ji)模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)溫升一并考(kao)慮進去(qu)并且給予解決和(he)處(chu)理。
這種(zhong)沖(chong)壓(ya)(ya)速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)化,會帶來沖(chong)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)械(xie)能(neng)效的(de)(de)(de)(de)降低(di)(di)和由于噪(zao)聲增加(jia)而引起(qi)操作環境(jing)的(de)(de)(de)(de)變壞,今后(hou)應該對(dui)沖(chong)壓(ya)(ya)速(su)度(du)(du)高(gao)速(su)化的(de)(de)(de)(de)動(dong)向重新加(jia)以(yi)(yi)認識。也(ye)就是(shi)說,從(cong)節能(neng)、降低(di)(di)噪(zao)聲對(dui)策以(yi)(yi)及機(ji)(ji)械(xie)化高(gao)速(su)操作等方(fang)面一起(qi)考(kao)慮,可以(yi)(yi)預料到(dao)進一步高(gao)速(su)化與經濟性(xing)之間將(jiang)會出(chu)現相互矛盾的(de)(de)(de)(de)關系。壓(ya)(ya)力機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)特性(xing)是(shi)向縮短浮(fu)動(dong)行(xing)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向發展,已經研制了一些驅(qu)(qu)動(dong)機(ji)(ji)構(gou),以(yi)(yi)減(jian)(jian)慢其后(hou)的(de)(de)(de)(de)成型(xing)行(xing)程(cheng)速(su)度(du)(du)和減(jian)(jian)少(shao)與此相應的(de)(de)(de)(de)浮(fu)動(dong)行(xing)程(cheng)時間。這種(zhong)驅(qu)(qu)動(dong)機(ji)(ji)構(gou)雖然能(neng)起(qi)到(dao)降低(di)(di)噪(zao)聲的(de)(de)(de)(de)作用(yong),但(dan)今后(hou)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題還(huan)是(shi)要研究包括減(jian)(jian)少(shao)在裝模和脫模所發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲在內的(de)(de)(de)(de)總(zong)的(de)(de)(de)(de)對(dui)策。
2. 模(mo)具(ju)
不銹(xiu)鋼成型加工用(yong)模具(ju)與低碳鋼或中碳鋼比較,沖(chong)(chong)模除磨損(sun)(sun)較快外,破損(sun)(sun)也是(shi)經常(chang)發生的,究其原(yuan)因是(shi)加工不銹(xiu)鋼要求的沖(chong)(chong)壓力較大的緣故。
為了提高(gao)沖(chong)模(mo)在大(da)規模(mo)生產中的(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命,沖(chong)模(mo)的(de)易磨(mo)損部件應該采(cai)用(yong)(yong)(yong)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)、高(gao)碳(tan)(tan)高(gao)鉻工具(ju)鋼(gang)或者高(gao)強(qiang)度鋁青銅(tong)制作。碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)比(bi)普通工具(ju)鋼(gang)的(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命長(chang)10倍,但碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)價格較昂貴,而且沒有(you)工具(ju)鋼(gang)或鋁青銅(tong)模(mo)具(ju)所(suo)具(ju)有(you)的(de)抗沖(chong)擊性能。當同(tong)時要求(qiu)具(ju)有(you)抗沖(chong)擊性和抗磨(mo)性時,則最好采(cai)用(yong)(yong)(yong)像高(gao)碳(tan)(tan)高(gao)鉻的(de)工具(ju)鋼(gang)模(mo)具(ju)。
鋁青銅模具(ju)對工件的(de)擦傷(shang)和刮傷(shang)可以(yi)起到良好的(de)保(bao)護作(zuo)用(yong)。油淬工具(ju)鋼成型模具(ju),只能用(yong)于那些加工批量較小(xiao)的(de)生產(chan)中。
在成(cheng)型(xing)模(mo)具(ju)的(de)領域(yu)內,除(chu)模(mo)具(ju)材質外(wai),還包(bao)括(kuo)成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)設(she)計、模(mo)具(ju)設(she)計(成(cheng)型(xing)形(xing)狀設(she)計)、模(mo)具(ju)加工(gong)制(zhi)造等。模(mo)具(ju)是直接(jie)控制(zhi)成(cheng)型(xing)形(xing)狀和尺寸(cun)(cun)的(de)。因(yin)此(ci),屬于這(zhe)個領域(yu)的(de)形(xing)狀、尺寸(cun)(cun)及(ji)成(cheng)型(xing)方(fang)式,是這(zhe)個領域(yu)間(jian)相互關(guan)的(de)解析及(ji)其體系(xi)化的(de)重要因(yin)素。
高速成型時,為了確保模(mo)具(ju)(ju)(ju)與模(mo)具(ju)(ju)(ju)間相對位置(zhi)具(ju)(ju)(ju)有(you)很高的(de)(de)精度,其導桿就必須堅(jian)固、耐(nai)用(yong),整個(ge)模(mo)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)剛性就要(yao)很高,與此同時模(mo)具(ju)(ju)(ju)還(huan)必須具(ju)(ju)(ju)有(you)相當的(de)(de)重量。為了實(shi)施高速作業,在考慮(lv)模(mo)具(ju)(ju)(ju)結構時,還(huan)要(yao)把加工件(jian)的(de)(de)裝模(mo)和脫模(mo)裝置(zhi)一并考慮(lv)進去。這(zhe)樣模(mo)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)體積尺寸就要(yao)增大(da),沖壓機的(de)(de)占地面積和操作空間也會相應增大(da)。這(zhe)種(zhong)不經濟性可以通過使用(yong)單(dan)一模(mo)具(ju)(ju)(ju)進行多次成型的(de)(de)辦(ban)法(fa)得以解決,越是成型尺寸大(da)的(de)(de)制品,這(zhe)種(zhong)辦(ban)法(fa)就越顯得重要(yao)和可行。
不銹鋼沖(chong)(chong)壓(ya)成型的模具(ju)必須能經(jing)受較高(gao)的沖(chong)(chong)壓(ya)力,同(tong)時還需具(ju)有抗擦(ca)傷的能力。對于普通用途的沖(chong)(chong)壓(ya)件來(lai)說(shuo),工具(ju)鋼模具(ju)就具(ju)有良(liang)好的綜合(he)(he)性(xing)能,如硬度和韌性(xing)等。從長(chang)遠(yuan)來(lai)看,碳(tan)化物沖(chong)(chong)壓(ya)環(huan)的使用壽命(ming)最長(chang);在(zai)摩(mo)擦(ca)與擦(ca)傷是(shi)主要問題的場合(he)(he)下(xia),沖(chong)(chong)壓(ya)環(huan)有時選用高(gao)強度的鋁(lv)青銅來(lai)制作。
為了使工件在沖壓成型過程中避免擦(ca)劃傷(shang),而且(qie)模具(ju)還(huan)保(bao)持一(yi)定的(de)使用壽命,對模具(ju)材料的(de)選擇(ze)是非(fei)常嚴格的(de)。
推薦(jian)使用(yong)一(yi)種由燒結(jie)碳(tan)化物(wu)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)沖壓模具,其成(cheng)分為81%碳(tan)化鎢、15%鈷及4%鉭。這(zhe)種新型模具與氯化油基潤滑劑同時使用(yong),可承受在(zai)劇烈沖切和(he)沖壓成(cheng)型過程中所產生的(de)(de)(de)(de)熱量和(he)壓力(li),從(cong)而能生產加工(gong)(gong)出無劃痕的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)件。這(zhe)種模具的(de)(de)(de)(de)維修工(gong)(gong)作可以忽略不計,即使在(zai)三年內加工(gong)(gong)180000個工(gong)(gong)件,其磨(mo)損也很小。
3. 模具間隙(xi)
模(mo)具(ju)(沖切、沖壓)的間(jian)隙(xi)對沖裁件(jian)斷面和成型質量有著極其(qi)重要的影響。此(ci)外,模(mo)具(ju)間(jian)隙(xi)還(huan)影響模(mo)具(ju)的壽命,卸料力(li)、推(tui)件(jian)力(li)、沖裁力(li)(沖壓力(li))和工件(jian)的尺寸精度。因(yin)此(ci),模(mo)具(ju)間(jian)隙(xi)是一個非常重要的工藝(yi)參數。
沖(chong)(chong)切時(shi)沖(chong)(chong)頭和(he)沖(chong)(chong)模之間(jian)的(de)間(jian)隙每(mei)邊為0.051mm;沖(chong)(chong)壓成型時(shi)沖(chong)(chong)頭和(he)沖(chong)(chong)模之間(jian)的(de)間(jian)隙為0.851mm,同時(shi)沖(chong)(chong)壓所用(yong)的(de)沖(chong)(chong)頭每(mei)邊還帶有3°的(de)斜度。沖(chong)(chong)頭端部的(de)圓角半(ban)徑最(zui)小為0.381mm,沖(chong)(chong)壓半(ban)徑不(bu)小于2.362mm.
在沖壓變形量較(jiao)大(da)的情況下,對于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼而言,其間(jian)隙比原始坯料厚度大(da)35%~40%;對于鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼,則一般比原始坯料厚度大(da)10%~15%。
圖4-10所(suo)示為某一(yi)奧氏體不銹鋼沖壓(ya)件的斷面形(xing)狀和厚度變化情況(kuang)。從該(gai)圖中(zhong)可(ke)以(yi)明確地看(kan)出,材質為06Cr19Ni10(304)的沖壓(ya)杯的斷面厚度的情況(kuang)以(yi)及沖壓(ya)成型后硬度分布情況(kuang)。
在(zai)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)中,通常不(bu)使(shi)用間隙(xi)小于(yu)(yu)材料厚(hou)(hou)度的(de)方(fang)法進(jin)行沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing),因為這樣將會使(shi)金屬在(zai)凸模(mo)(mo)和凹模(mo)(mo)之(zhi)間產(chan)生擠壓現象(xiang)。由于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)加工硬化速度較(jiao)高,擠壓會使(shi)模(mo)(mo)具產(chan)生劃痕并(bing)加快(kuai)模(mo)(mo)具的(de)磨損。所以,在(zai)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)時,不(bu)適宜采(cai)用小間隙(xi)、減厚(hou)(hou)深沖(chong)(chong)的(de)成(cheng)型(xing)方(fang)式。同時,在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)沖(chong)(chong)壓過程中,如產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)減厚(hou)(hou)深沖(chong)(chong),則工件斷裂的(de)可能(neng)性也會大(da)大(da)增加。
表4-4是模(mo)具半(ban)徑對奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼深(shen)沖(chong)變(bian)形率的(de)影響。當鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼沖(chong)壓成型(xing)時,由于模(mo)具間隙(xi)過大,坯料在模(mo)具人口處將(jiang)會產生收縮(suo)性(xing)皺折(zhe)。為了控制(zhi)這(zhe)一皺折(zhe)的(de)出(chu)現,可以采用剪去(qu)毛(mao)坯的(de)角部、改變(bian)潤滑(hua)劑的(de)黏度并精(jing)確調正(zheng)壓緊力等方(fang)法。
表4-5是不同(tong)鋼種模(mo)具間隙(xi)配合(he)表。
4. 沖(chong)壓速(su)度(du)
沖壓速度(du)對沖壓成(cheng)(cheng)(cheng)型能否成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)有著重大影響。從加工(gong)硬(ying)化率(lv)和應(ying)力均(jun)勻分(fen)布的(de)(de)(de)觀點來看,采(cai)用每分(fen)鐘508~635mm的(de)(de)(de)沖壓速度(du)是比較適宜的(de)(de)(de)。如果采(cai)用專門的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)型技術(shu),在(zai)這種速度(du)下成(cheng)(cheng)(cheng)型工(gong)件的(de)(de)(de)開裂(lie)往往小于(yu)2%。
5. 潤滑
提高沖(chong)(chong)壓加工生(sheng)產能力,保(bao)證沖(chong)(chong)壓成型產品的(de)(de)(de)質量,固(gu)然需(xu)要(yao)良好(hao)的(de)(de)(de)設(she)備、合理(li)的(de)(de)(de)模具設(she)計、正確的(de)(de)(de)操(cao)作調整(zheng),同(tong)時也需(xu)要(yao)采取合適(shi)的(de)(de)(de)工藝冷卻潤(run)滑。
在薄(bo)板成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工中(zhong)最(zui)大的(de)損耗(原(yuan)材(cai)料損耗、能(neng)耗等(deng))來(lai)自摩(mo)擦(ca)(ca),摩(mo)擦(ca)(ca)力(li)是成(cheng)型(xing)中(zhong)必(bi)然出現(xian)的(de)外載(zai)荷(he)之一(yi),恰當地利用摩(mo)擦(ca)(ca),可以起到(dao)改善板材(cai)成(cheng)型(xing)性能(neng)和(he)提高(gao)(gao)產品質量的(de)效(xiao)果,否則可造(zao)成(cheng)模具損耗加(jia)(jia)快(kuai)、廢品率高(gao)(gao)、能(neng)耗過大等(deng)一(yi)系(xi)列問(wen)題,摩(mo)擦(ca)(ca)問(wen)題日益(yi)成(cheng)為成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工中(zhong)的(de)一(yi)個突(tu)出問(wen)題。
摩(mo)(mo)擦是(shi)(shi)(shi)由物體相(xiang)對運(yun)動(dong)產(chan)(chan)生(sheng)的(de),因(yin)而隨之(zhi)也一定會帶來磨(mo)損(sun)(sun)。只要(yao)材料(liao)與(yu)(yu)其(qi)環境存在(zai)著相(xiang)對主(zhu)(zhu)動(dong),就會產(chan)(chan)生(sheng)摩(mo)(mo)擦,出現(xian)材料(liao)的(de)磨(mo)損(sun)(sun)問題(ti)。模具(ju)(ju)選用(yong)工具(ju)(ju)鋼就是(shi)(shi)(shi)需要(yao)其(qi)耐磨(mo)性,這是(shi)(shi)(shi)因(yin)為模具(ju)(ju)在(zai)運(yun)動(dong)中完成(cheng)沖壓。磨(mo)損(sun)(sun)與(yu)(yu)腐蝕(shi)很(hen)類似,它(ta)們都從表(biao)面(mian)破壞(huai)材料(liao),并(bing)且是(shi)(shi)(shi)普(pu)遍存在(zai)的(de)現(xian)象。但是(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)生(sheng)破壞(huai)的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)原因(yin),磨(mo)損(sun)(sun)與(yu)(yu)腐蝕(shi)卻是(shi)(shi)(shi)有區別的(de),前者是(shi)(shi)(shi)力學的(de)摩(mo)(mo)擦作(zuo)用(yong);而后者是(shi)(shi)(shi)電化學或化學的(de)侵(qin)蝕(shi)作(zuo)用(yong)。
潤(run)滑是指(zhi)在兩摩(mo)擦表面間加入某種物質,如油脂類等,是減小摩(mo)擦和磨損的一種有(you)效(xiao)措施。
潤滑的作(zuo)用表(biao)現,在相互摩擦金(jin)(jin)屬(shu)之間加入潤滑油,如能使(shi)它(ta)們不相接觸,不僅可減少運動所需(xu)的力,也可有效地(di)降低金(jin)(jin)屬(shu)的磨損。
不(bu)銹鋼(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)時(shi),對滑(hua)潤(run)的(de)要求(qiu)比碳鋼(gang)和(he)合金鋼(gang)更為嚴格(ge)。通(tong)常由于(yu)不(bu)銹鋼(gang)成(cheng)(cheng)型(xing)時(shi)要求(qiu)必須保持高質量(liang)的(de)表面,此外其(qi)強度、硬度較(jiao)(jiao)高,而導熱性(xing)差、摩(mo)擦系(xi)數又較(jiao)(jiao)高,潤(run)滑(hua)就顯得極其(qi)重要。
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)成型時很容易產生(sheng)黏結,而且工件的(de)大(da)部(bu)分溫(wen)度可(ke)升得(de)很高。局部(bu)和整體的(de)過(guo)熱無(wu)疑就(jiu)會(hui)引起工件性能的(de)變化。因此,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)成型所需要(yao)(yao)的(de)潤滑(hua)比碳鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)就(jiu)顯得(de)更(geng)為重要(yao)(yao)。
不銹鋼沖壓(ya)成型(xing)使用潤滑劑,可(ke)以(yi)防(fang)止模(mo)具與薄板表(biao)面的損傷,還可(ke)以(yi)調節接(jie)觸(chu)面的摩擦系數。即使在薄板成型(xing)方面,沖壓(ya)過程中的潤滑作用是極(ji)為有(you)利于(yu)成型(xing)的一種輔助(zhu)手段,同時還具有(you)克服某(mou)些(xie)成型(xing)缺陷(xian)的作用。但是,現在人們已經不只(zhi)局限(xian)于(yu)這種認(ren)識,而(er)是將其(qi)認(ren)定為沖壓(ya)技(ji)術(shu)的一個重(zhong)要(yao)組成部(bu)分。
潤滑是(shi)保證高質(zhi)量(liang)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)需要,但是(shi)在鋼(gang)種(zhong)之(zhi)間這種(zhong)潤滑又有(you)極(ji)(ji)大(da)差別(bie)。另(ling)外,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)強度(du)高、硬(ying)度(du)高、熱(re)傳導性(xing)低和摩擦系數高,造成(cheng)工件、模具(ju)擦劃傷和模具(ju)磨損是(shi)極(ji)(ji)其平常的(de),特別(bie)是(shi)當使用(yong)較大(da)沖壓力(li)時,尤其對于奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說更應(ying)該高度(du)注意。
表4-6列舉了不銹鋼(gang)使用不同工(gong)藝成型時,常采用的潤滑(hua)劑(ji)。除(chu)特殊目的外,石墨及(ji)二硫化鉬潤滑(hua)劑(ji)一般是(shi)用來減(jian)少黏結摩擦(ca)的,表4-6在評價(jia)潤滑(hua)劑(ji)時也考慮了良好流動性和易分離性等其他因素(su)。
作(zuo)為一(yi)般用(yong)途的可溶(rong)性油(you),如礦物油(you)、肥皂溶(rong)液(ye)和水(shui)乳液(ye)可以不加考(kao)慮,因為它們對(dui)大多數不銹鋼成(cheng)型是不起(qi)作(zuo)用(yong)的。
作為一種(zhong)保(bao)證工件(jian)表面質量(liang)的預防措施(shi),不銹鋼薄(bo)板在完成(cheng)成(cheng)型加工工序后,潤(run)滑劑應全部加以清(qing)除,使工件(jian)保(bao)持完全干(gan)燥狀態(tai)。在成(cheng)型工序中間熱處理(li)前(qian),必須將潤(run)滑劑全部清(qing)除掉,這對于含有不溶(rong)解 固體、硫(liu)或氯的潤(run)滑劑尤(you)其重要。
為不銹(xiu)鋼成型選(xuan)擇潤滑劑,基于兩個主要因素:
①. 潤滑油必須有效(xiao),即它必須有助(zhu)于再(zai)形成,并能減少廢(fei)料(liao)和過度(du)劃傷;
②. 潤滑油(you)必須最大限度地提高工具使用的(de)壽(shou)命。
另外,適用的潤滑油(you)還取決于沖壓成(cheng)型的原(yuan)材料和沖壓工具表面粗糙度等(deng)因素。
不(bu)銹鋼冷軋后退(tui)火酸洗表(biao)(biao)(biao)面(mian)(NO、2D)是最適合于沖壓成型的(de)(de)。潤(run)(run)滑(hua)劑在這(zhe)種相對粗糙的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)上附著(zhu)能力比在光滑(hua)或者經過拋光的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)更強,因此潤(run)(run)滑(hua)劑可(ke)以在兩個接觸的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)之間均勻分布。當然(ran),較為光滑(hua)的(de)(de)2B表(biao)(biao)(biao)面(mian),幾(ji)乎適合于所有的(de)(de)成型加工。
成型后(hou)(hou),如(ru)(ru)何簡便快捷地將(jiang)(jiang)潤滑劑(ji)去除,也(ye)是一項十分重要的工作,尤其是當這(zhe)些零(ling)部件處在高(gao)溫(wen)下時,如(ru)(ru)退火(huo)、去應力(li)熱處理或(huo)焊接。如(ru)(ru)果工件上(shang)的潤滑劑(ji)沒有全(quan)部去除,在高(gao)溫(wen)作用下將(jiang)(jiang)會快速擴(kuo)散進入鋼中(zhong),引起敏化和隨后(hou)(hou)耐蝕性的受損。
潤(run)滑劑的選擇將(jiang)關系到(dao)產品質量和成型加(jia)工的成本。潤(run)滑劑必須具有加(jia)工工藝所要(yao)(yao)求的性能,但(dan)是(shi)使用(yong)超過(guo)加(jia)工要(yao)(yao)求所需要(yao)(yao)的潤(run)滑劑時,這將(jiang)會(hui)使得(de)去除潤(run)滑油費用(yong)上(shang)升(sheng),經濟性不好。
不(bu)銹鋼和高強度(du)鋼板(ban)沖壓成型時,為(wei)了增加接觸部的(de)(de)(de)(de)面壓力及溫度(du),防止(zhi)模(mo)具與薄(bo)板(ban)表面的(de)(de)(de)(de)損傷(shang)是(shi)非(fei)常困難的(de)(de)(de)(de)。雖然(ran)從(cong)模(mo)具材料(liao)和表面加工來考慮防止(zhi)損傷(shang)的(de)(de)(de)(de)對(dui)策仍然(ran)是(shi)基本和重要的(de)(de)(de)(de),但(dan)也不(bu)能忽視依靠潤滑來防止(zhi)損傷(shang)的(de)(de)(de)(de)對(dui)策。弄清楚固體(ti)的(de)(de)(de)(de)塑性接觸以及這種(zhong)接觸的(de)(de)(de)(de)物理化學(xue)現象,是(shi)有待于將來研究的(de)(de)(de)(de)一個重大課(ke)題。
從(cong)成型后的(de)(de)脫脂所帶來的(de)(de)廢液處(chu)(chu)理(li)和從(cong)操(cao)作(zuo)的(de)(de)觀點來考(kao)慮(lv)(例如脫模的(de)(de)容易程度),薄板成型通常(chang)都(dou)使用水溶性或者低(di)黏度油作(zuo)潤(run)滑劑。對于軟鋼板來說,越(yue)來越(yue)迫切地要求既(ji)防(fang)銹又潤(run)滑的(de)(de)板材(cai),而且經這種處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)板材(cai)已(yi)經開始(shi)試用。
在不銹(xiu)鋼沖壓成(cheng)型(xing)過程中,最常(chang)用的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)是(shi)氯化型(xing)潤滑(hua)(hua)劑(ji)。EP(耐高壓潤滑(hua)(hua)劑(ji))化學活性并不好(hao),但(dan)是(shi)它具(ju)有調整這種活性的(de)能力,而(er)且其(qi)黏度也可(ke)在很大范(fan)圍內變化,因而(er)是(shi)不銹(xiu)鋼沖壓成(cheng)型(xing)中最通用的(de)一種潤滑(hua)(hua)劑(ji)。另外,所有氯化潤滑(hua)(hua)劑(ji)在脫脂劑(ji)或一般(ban)劑(ji)中均容易清除。同時,為了易于從水基清潔(jie)劑(ji)中將其(qi)除去,還(huan)可(ke)加入(ru)一些乳化劑(ji)。
如(ru)表(biao)4-6所(suo)列(lie)出的(de)(de)(de)糊(hu)狀顏料、硫化(hua)(hua)或硫化(hua)(hua)氯化(hua)(hua)油類,干燥蠟(la)或肥(fei)皂硼砂膜也是沖(chong)壓成型過程使(shi)用的(de)(de)(de)高效潤滑劑,但是它們使(shi)用起(qi)來不太方便(bian)。由于耐(nai)重負荷乳液具(ju)有優良的(de)(de)(de)冷卻性能,因(yin)此常用于高速沖(chong)壓過程。