首先想了解不銹鋼沖壓、彎曲和連續沖裁加工工藝,必須要知道以下幾點:


 a. 極限拉深比--拉深加工時,相對于容器直徑d可能拉深的最大原料板直徑為Dmax時,Dmax/d則稱為極限拉深比(LDR).


  b. 平(ping)均(jun)r值--塑性為異(yi)向性的材料(liao)深(shen)(shen)拉深(shen)(shen)成形特性評價(jia)的重(zhong)要指(zhi)標(biao)。鐵(tie)素(su)體(ti)系(xi)列不銹鋼中(zhong),其平(ping)均(jun)r值越大,其極(ji)限(xian)拉深(shen)(shen)比就(jiu)越高(gao)。


  c. 拉(la)(la)深皺(zhou)折(zhe)-鐵素體系列不(bu)銹鋼在(zai)沖床上(shang)進(jin)行深拉(la)(la)深加工時,在(zai)其表面(mian)上(shang)容易(yi)產生凹凸(tu)不(bu)平的(de)皺(zhou)折(zhe)。可認為是(shi)組(zu)合結構不(bu)同而引起的(de)塑性異向性。


  d. 時效性斷裂(lie)-奧氏體系列不(bu)銹鋼SUS304等準穩定型(xing)奧氏體系列不(bu)銹鋼,在加工(gong)后(hou)有發生時效性裂(lie)紋的(de)現象。它與晶界晶粒無關(guan)。一般(ban)認為是(shi)由于加工(gong)感應(ying)而引起的(de)馬氏體、氫和殘余應(ying)力所致。



1. 沖壓加工


    沖壓(ya)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)行業(ye)是(shi)家庭(ting)式作坊工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)(de)代表性產(chan)(chan)業(ye),多是(shi)從(cong)單(dan)獨(du)一(yi)個一(yi)個地加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)西餐具、器皿等(deng)所謂的(de)(de)(de)(de)“洋(yang)人筷(kuai)子”等(deng)開始,發展(zhan)到(dao)餐飲業(ye)的(de)(de)(de)(de)廚(chu)房(fang)(fang)用(yong)(yong)具以(yi)及(ji)廚(chu)房(fang)(fang)中所使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)水槽、洗滌(di)盆、深(shen)(shen)拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)澡盆以(yi)及(ji)汽車、電機領域中的(de)(de)(de)(de)零部件等(deng)。主要(yao)工(gong)藝方(fang)(fang)法是(shi)采用(yong)(yong)剪切、沖孔、拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)等(deng)進(jin)(jin)行連續加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)。洋(yang)餐具、器皿和鍋的(de)(de)(de)(de)沖壓(ya)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong),基本上是(shi)屬于圓筒拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)制成(cheng)。原(yuan)材(cai)料板(ban)直(zhi)徑D對容器(產(chan)(chan)品(pin))直(zhi)徑d之比(bi),D/d稱為(wei)拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)比(bi)。以(yi)可能拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)最大原(yuan)材(cai)料板(ban)直(zhi)徑為(wei)Dmax時,則Dmax/d稱為(wei)極限(xian)拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)比(bi)(LDR: Limiting Drawing Ratio)作為(wei)衡量加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)性的(de)(de)(de)(de)指(zhi)標。不銹鋼(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)品(pin)得以(yi)大幅度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)需(xu)求與沖壓(ya)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)有(you)很大關系。不銹鋼(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)品(pin)生產(chan)(chan)廠(chang)家在深(shen)(shen)拉(la)(la)(la)深(shen)(shen)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)等(deng)方(fang)(fang)面,由于塑性加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)技(ji)(ji)術(shu)和材(cai)料技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)展(zhan)。使(shi)得鐵素體系列不銹鋼(gang)(gang)(gang)高加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)性鋼(gang)(gang)(gang)種,已經(jing)產(chan)(chan)品(pin)化了。可以(yi)選定平(ping)均r值在1.2~1.8,LDR為(wei)2.2~2.5的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種。


    在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制品的(de)(de)(de)沖壓加(jia)(jia)工中(zhong),如果(guo)使用奧(ao)氏體系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或鐵素體系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)高(gao)加(jia)(jia)工性能鋼(gang)種時,可以進行(xing)一定(ding)程度的(de)(de)(de)深拉深加(jia)(jia)工。奧(ao)氏體系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)代表型鋼(gang)種 SUS 304(18Cr -18Ni),因為它的(de)(de)(de)LDR為2.5,可以進行(xing)相(xiang)對較大的(de)(de)(de)深拉深加(jia)(jia)工。


   但由于加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化傾向(xiang)大而急劇地(di)增加(jia)(jia)(jia)了加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)難度,有時(shi)竟發(fa)生(sheng)裂紋或斷裂。為此,沖壓廠家(jia)就在中(zhong)間(jian)加(jia)(jia)(jia)上(shang)一道(dao)熱處理工(gong)(gong)序之后再進(jin)行深(shen)拉深(shen)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。還必(bi)須注(zhu)意,奧氏體(ti)系列不銹鋼的奧氏體(ti)穩定度低的鋼種(zhong)經(jing)過拉深(shen)后,有可能發(fa)生(sheng)時(shi)效(xiao)斷裂現象。


圖 9.jpg


   近年來,新潟縣燕市(shi)的沖(chong)壓加工(gong)廠(chang)和新鴻縣工(gong)業技(ji)(ji)術(shu)中心共(gong)同(tong)開發不(bu)銹鋼熱沖(chong)壓技(ji)(ji)術(shu),實(shi)現(xian)了超深拉深加工(gong)。熱沖(chong)壓技(ji)(ji)術(shu)就是將凹模或者凸模其中之一進行加熱,這樣(yang)不(bu)銹鋼原來的拉深程(cheng)度(du)就可(ke)以提高1.5~2.0倍。熱沖(chong)壓加工(gong)設備(bei)的工(gong)作原理如圖6-9所(suo)示。其加工(gong)特性如圖6-10所(suo)示。



2. 彎曲與連續沖裁


   奧氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)進行彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)是件(jian)簡單之事(shi),可(ke)(ke)以制作角鋼(gang)(gang)、槽鋼(gang)(gang)等型材(cai)使用。鐵素體(ti)系(xi)列(lie),馬氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)作為(wei)(wei)(wei)型材(cai)加(jia)工(gong)(gong)(gong),一(yi)般情況下(xia)沒有(you)問(wen)題(ti),但當彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)半(ban)徑R小的(de)(de)時(shi)候,在(zai)折彎(wan)(wan)處有(you)時(shi)會發(fa)生(sheng)斷(duan)裂。在(zai)JIS標準中,對鐵素體(ti)、馬氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試驗標準規定(ding),彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)半(ban)徑R為(wei)(wei)(wei)1.0t(t為(wei)(wei)(wei)板材(cai)厚度)不(bu)(bu)(bu)(bu)應發(fa)生(sheng)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)斷(duan)裂。還有(you),必須(xu)注(zhu)意不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)回彈量(liang)大的(de)(de)特(te)點。落(luo)料(liao)(liao)(俗稱下(xia)料(liao)(liao))或(huo)稱為(wei)(wei)(wei)沖裁加(jia)工(gong)(gong)(gong),大多數是采用沖床連續加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)方(fang)式,有(you)時(shi)在(zai)沖切斷(duan)面(mian)上,發(fa)生(sheng)塌(ta)(ta)邊現象(xiang)(即(ji)沖切面(mian)與(yu)基(ji)準平面(mian)不(bu)(bu)(bu)(bu)垂(chui)直)。精密(mi)落(luo)料(liao)(liao)是從變壓器等使用疊層的(de)(de)電磁鋼(gang)(gang)板的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)技術開展起來的(de)(de)技術,對粒(li)子加(jia)速器的(de)(de)套環(collar)或(huo)電子零部件(jian)中的(de)(de)引線(xian)框(kuang)(kuang)(lead frame)等等,從較厚的(de)(de)板材(cai)到超(chao)薄材(cai),精密(mi)落(luo)料(liao)(liao)得到廣泛應用。沖壓加(jia)工(gong)(gong)(gong)機(ji)械亦可(ke)(ke)以進行精密(mi)沖壓(落(luo)料(liao)(liao))加(jia)工(gong)(gong)(gong),但由(you)于沖壓塌(ta)(ta)邊的(de)(de)問(wen)題(ti),一(yi)般不(bu)(bu)(bu)(bu)能作為(wei)(wei)(wei)成品(pin)直接使用。在(zai)精密(mi)沖壓中,為(wei)(wei)(wei)控(kong)制塌(ta)(ta)邊,就需加(jia)一(yi)道機(ji)械控(kong)制的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝措施,這需要按產品(pin)用途以及成本兩(liang)方(fang)面(mian)來權(quan)衡。在(zai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)方(fang)法(fa)競爭上,還有(you)一(yi)種“蝕刻”方(fang)法(fa),在(zai)電子產品(pin)的(de)(de)接線(xian)框(kuang)(kuang)等超(chao)薄產品(pin)中,在(zai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠家的(de)(de)技術競爭中,兩(liang)者幾乎各(ge)占(zhan)一(yi)半(ban)。


 

 3. 加工油(you)、表面保護薄膜(mo)和其他(ta)潤滑


   a. 表面保護薄膜-為(wei)了保持不銹(xiu)鋼的匠藝性、防止產生瑕疵以(yi)及作為(wei)潤滑(hua)而(er)敷于材料(liao)表面的聚氯乙烯或聚乙烯等薄膜。


   b. 揮(hui)發(fa)性(xing)加(jia)工(gong)(gong)油(you)--加(jia)工(gong)(gong)時(shi)有潤滑效果而后又能揮(hui)發(fa)掉的(de)加(jia)工(gong)(gong)油(you)。使用完(wan)全揮(hui)發(fa)型的(de),可以省掉清洗工(gong)(gong)序(xu)。


    c. 潤滑(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)-具有透明(ming)石蠟涂(tu)裝的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),它比加(jia)(jia)工油或表面保護膜有更好的加(jia)(jia)工性(xing)。


   在(zai)沖床上(shang)進(jin)行(xing)不(bu)銹鋼(gang)板彎曲、沖裁(cai)(落料)等加(jia)(jia)(jia)工時(shi),可使(shi)用(yong)加(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)、表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)或直接使(shi)用(yong)潤滑鋼(gang)板。在(zai)表(biao)6-1中,對(dui)加(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)、表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)和潤滑鋼(gang)板進(jin)行(xing)比(bi)較。表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)保持匠藝性的(de)一(yi)項重要(yao)措施(shi)。所用(yong)樹脂為聚(ju)氯乙烯系列或聚(ju)乙烯系列。材(cai)料運轉自始至終都是(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)對(dui)材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)施(shi)行(xing)保護(hu)(hu)(hu)。使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo),最(zui)(zui)容易(yi)發生(sheng)的(de)問題就是(shi)殘留糊狀物,貼附后(hou)長期保存在(zai)倉(cang)庫內的(de)或者(zhe)是(shi)不(bu)具備耐候性能的(de)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)放置在(zai)室外的(de),則容易(yi)發生(sheng)損壞。表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)要(yao)根據用(yong)途和加(jia)(jia)(jia)工方法(fa)選定。主要(yao)廠家生(sheng)產的(de)表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)性能及(ji)其有關事項如表(biao)6-2所示。不(bu)使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保護(hu)(hu)(hu)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)時(shi),一(yi)般情況下要(yao)使(shi)用(yong)加(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)。當使(shi)用(yong)加(jia)(jia)(jia)工油(you)(you)加(jia)(jia)(jia)工后(hou),需(xu)進(jin)行(xing)洗凈(jing)。洗凈(jing)的(de)方法(fa)有多種,最(zui)(zui)近在(zai)保護(hu)(hu)(hu)地球環境問題當中,規定了保護(hu)(hu)(hu)環境條例,對(dui)于破壞臭氧層的(de)清洗劑做(zuo)出了限制。


表 1.jpg

表 2.jpg


 因(yin)此,當(dang)使(shi)用加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)時,要考(kao)慮到(dao)洗(xi)凈和存放問題。在加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)選(xuan)定方(fang)面,從前認為(wei)由于不銹鋼硬度比(bi)(bi)(bi)普通(tong)鋼要高,加工(gong)(gong)(gong)(gong)不銹鋼比(bi)(bi)(bi)普通(tong)鋼困難,所以(yi)(yi)要選(xuan)用有黏性(xing)的(de)加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)。具(ju)有黏性(xing)的(de)加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)往往是黏糊糊的(de),在加工(gong)(gong)(gong)(gong)過程中不但變黑(hei)而且難以(yi)(yi)清洗(xi)。另(ling)外(wai),其中多數情況下加入氯系列添(tian)加劑。因(yin)此,更(geng)有必要進行充(chong)分地清洗(xi)。近年來,開(kai)發(fa)了許多水溶性(xing)加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you),在深拉深等加工(gong)(gong)(gong)(gong)中,其潤滑性(xing)堪比(bi)(bi)(bi)原用油(you)(you)(you)(you)性(xing)的(de)加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)。水溶性(xing)加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)比(bi)(bi)(bi)較容易清洗(xi),應用效果很好(hao)。作為(wei)新技術,雖(sui)然(ran)加工(gong)(gong)(gong)(gong)條件受到(dao)某種程度的(de)限制(zhi),免清洗(xi)的(de)揮發(fa)型加工(gong)(gong)(gong)(gong)油(you)(you)(you)(you)仍得到(dao)推廣。


  在揮(hui)(hui)發性加工(gong)(gong)(gong)油中(zhong),有完全(quan)揮(hui)(hui)發型(xing)(xing)和部分殘留型(xing)(xing)等(deng)產品(pin)。需根據加工(gong)(gong)(gong)條件(jian)選擇,使用(yong)完全(quan)揮(hui)(hui)發型(xing)(xing)的(de)可以省(sheng)掉加工(gong)(gong)(gong)后的(de)清洗。在家電生產廠中(zhong),沖制全(quan)自動洗衣機不銹鋼洗衣桶時就是(shi)采用(yong)完全(quan)揮(hui)(hui)發型(xing)(xing)加工(gong)(gong)(gong)油。在其(qi)他領域中(zhong),完全(quan)揮(hui)(hui)發型(xing)(xing)加工(gong)(gong)(gong)油已實際運用(yong)到沖孔、內(nei)緣翻邊(bian)、壓制筋板、彎曲和卷邊(bian)等(deng)沖壓工(gong)(gong)(gong)藝中(zhong)。


表 3.jpg


  由于使用(yong)揮(hui)發(fa)性加(jia)工(gong)油(you)可以省(sheng)掉清洗(xi)工(gong)序,在(zai)流水加(jia)工(gong)作業線上使用(yong),可以降低成本。主要生產廠家(jia)的(de)揮(hui)發(fa)性加(jia)工(gong)油(you)產品(pin)如(ru)表6-3所示(shi)。如(ru)將揮(hui)發(fa)性加(jia)工(gong)油(you)的(de)涂敷方式和(he)加(jia)工(gong)條件進行改進時,即(ji)可以完全(quan)省(sheng)掉清洗(xi)工(gong)作。但是,揮(hui)發(fa)性加(jia)工(gong)油(you)涂敷方式、加(jia)工(gong)條件及加(jia)工(gong)夾(jia)具的(de)質量管理(li)不善時,由于加(jia)工(gong)夾(jia)具的(de)磨損等可能產生對(dui)不銹鋼的(de)鐵粉(fen)銹蝕(shi)事故。關(guan)于鐵粉(fen)銹蝕(shi)檢查方法,可參(can)照本書后(hou)部章(zhang)節中的(de)“使用(yong)時注意重占日惠執處理(li)”由的(de)說明(ming)。


先前(qian)在沖壓(ya)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)過(guo)程中使(shi)用(yong)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油。為了洗凈(jing)(jing)這(zhe)些加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油而使(shi)用(yong)了破壞臭氧層(ceng)的(de)三(san)(san)氯(lv)乙烷,三(san)(san)氯(lv)乙烯等。后來,洗凈(jing)(jing)方法改為堿性洗凈(jing)(jing)方法。在1995年,考(kao)慮到保護地球環境問題,開發了潤滑不銹鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)。在汽車、電機(ji)、燃(ran)氣器具領(ling)域中,積極推廣了省掉(diao)清洗工(gong)(gong)(gong)序的(de)潤滑不銹鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)。特別是在汽車領(ling)域中的(de)排氣分支管的(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)化(hua)過(guo)程中,實(shi)踐(jian)證明(ming),加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)這(zhe)種形狀復雜(za)的(de)工(gong)(gong)(gong)件,認為潤滑不銹鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)比以前(qian)使(shi)用(yong)潤滑油的(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性更優越。所以,潤滑不銹鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)需要量大幅度增加(jia)(jia)(jia)。


表 4.jpg


  潤滑不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban),根據用途亦有(you)不(bu)涂薄(bo)膜(mo)(mo)的。非脫膜(mo)(mo)型和(he)脫膜(mo)(mo)型兩(liang)類已經(jing)產(chan)品化了。潤滑不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)種類和(he)特(te)性如表6-4所示(shi)。在建(jian)筑材料領域(yu)中,使用潤滑不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)做屋頂時,非脫膜(mo)(mo)型和(he)脫膜(mo)(mo)型一樣(yang),其薄(bo)膜(mo)(mo)經(jing)過1~2年的紫外線照射就(jiu)消失了。作為工(gong)程實(shi)例(li),用于西武百貨大(da)樓(lou)和(he)福岡機場候(hou)機大(da)廳。實(shi)踐證明,潤滑不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)的加(jia)工(gong)性比加(jia)工(gong)油還要優(you)越,見表6-5。


  不銹(xiu)鋼板(ban)(ban)生產廠家的潤滑不銹(xiu)鋼板(ban)(ban)產品,在透明涂裝不銹(xiu)鋼項目中(zhong)有(you)介紹(shao)。