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(gang)的化學成分也是影響其成型的重要因素之一。
1. 加工硬(ying)化
不銹鋼(gang)(gang)的加工硬化率(lv)(系(xi)數)是(shi)影響成(cheng)型性(xing)能(neng)的另一(yi)重(zhong)要因(yin)素。如果某種(zhong)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)高的加工硬化率(lv),則它(ta)就(jiu)需要較大的成(cheng)型力(li),這(zhe)將(jiang)不可避免地造成(cheng)工具(ju)和沖模的較大、較快的磨損。
如加工硬(ying)化系數降(jiang)低,則(ze)會(hui)使(shi)均(jun)勻應變(bian)、變(bian)形力及最大負荷下的(de)(de)應力都(dou)隨之(zhi)而降(jiang)低,這些因(yin)素的(de)(de)互相影響,又會(hui)最終導(dao)致成(cheng)型性(xing)能的(de)(de)下降(jiang)。最佳(jia)成(cheng)型性(xing)能是低的(de)(de)加工硬(ying)化率和所能得到的(de)(de)最長模具使(shi)用壽命(ming)相互矛盾因(yin)素的(de)(de)統一(yi),但在(zai)同一(yi)種鋼上,這兩者是不可兼(jian)顧的(de)(de)。
2. 彈(dan)性(回彈(dan))
沖壓(ya)成(cheng)型時的(de)第二(er)個(ge)重(zhong)要因素是彈(dan)(dan)性(xing)效(xiao)(xiao)應,即某種金屬在成(cheng)型后(hou)的(de)彈(dan)(dan)性(xing)回復。人(ren)們(men)希望彈(dan)(dan)性(xing)效(xiao)(xiao)應最(zui)小(xiao)為好。當某種金屬在塑性(xing)區變形時,如(ru)成(cheng)型應力消除后(hou),會出現一條平行(xing)于拉伸曲線(xian)的(de)彈(dan)(dan)性(xing)部分的(de)直線(xian),這(zhe)就(jiu)是彈(dan)(dan)性(xing)回復線(xian)。降低屈服應力會導致彈(dan)(dan)性(xing)后(hou)效(xiao)(xiao)值下降,而增加加工硬化系數則(ze)會使(shi)彈(dan)(dan)性(xing)后(hou)效(xiao)(xiao)值提(ti)高。
回彈可(ke)以通過減小彎曲半徑或(huo)者少量的(de)過彎曲來控制。
3. 彎曲半(ban)徑
對(dui)于任何金(jin)屬,成(cheng)型(xing)而沒有開(kai)裂的(de)最(zui)小(xiao)的(de)半(ban)徑稱(cheng)為最(zui)小(xiao)彎(wan)曲(qu)半(ban)徑。最(zui)小(xiao)彎(wan)曲(qu)半(ban)徑可以按照鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)或(huo)(huo)鋼(gang)(gang)帶(dai)厚(hou)度的(de)增(zeng)(zeng)加按比例增(zeng)(zeng)加。對(dui)于大多數軟金(jin)屬或(huo)(huo)者塑性(xing)鋼(gang)(gang)來說,如退火(huo)后的(de)不銹鋼(gang)(gang),零半(ban)徑彎(wan)曲(qu)(對(dui)折)成(cheng)型(xing)是(shi)可能的(de)。當接觸(chu)處180°彎(wan)曲(qu),沿(yan)著兩(liang)張鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)邊部(bu)成(cheng)型(xing)一個(ge)聯合(he)結合(he)部(bu)。所用的(de)彎(wan)曲(qu)工具(ju)邊緣必須是(shi)圓(yuan)滑而不是(shi)尖銳(rui)的(de),否則(ze)在成(cheng)型(xing)時會割傷鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)。
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,如雙相不銹鋼就需要較大的半徑。
4. 冷成型性的改(gai)善
提(ti)高(gao)不銹鋼成(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)能(neng)的最(zui)佳辦(ban)法是降(jiang)低屈服應(ying)力。利用提(ti)高(gao)最(zui)大均勻(yun)應(ying)變的方法將(jiang)會(hui)改善成(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)能(neng)。此外(wai),彈(dan)(dan)性(xing)(xing)效應(ying)的附(fu)加影(ying)響將(jiang)會(hui)被削弱而工(gong)(gong)(gong)具壽(shou)(shou)命(ming)不受影(ying)響。同時,加工(gong)(gong)(gong)硬(ying)化率(系數)的增加也可改善成(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)能(neng),但(dan)卻會(hui)帶來加劇(ju)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)效應(ying)和縮短工(gong)(gong)(gong)具使用壽(shou)(shou)命(ming)的不利影(ying)響。
拉(la)伸性(xing)能(neng)變化對(dui)不銹鋼成(cheng)(cheng)型性(xing)能(neng)的影(ying)響是確定無(wu)疑的。為了應用(yong)這一(yi)常識,我們必(bi)須找出改變和(he)控制(zhi)拉(la)伸性(xing)能(neng)的方(fang)法。然后,對(dui)這些性(xing)能(neng)指標(biao)加(jia)以修正,則可(ke)使一(yi)些特殊零件具(ju)有最佳(jia)的成(cheng)(cheng)型性(xing)能(neng)和(he)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)。化學成(cheng)(cheng)分和(he)生產工(gong)(gong)藝的微小變化,均可(ke)在(zai)很大程度上改變不銹鋼的力(li)學性(xing)能(neng)。
如果其他性(xing)能保(bao)持不(bu)變(bian),要想降低屈服(fu)應力則(ze)應提(ti)高最大(da)均勻應變(bian),這樣也(ye)就降低了成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)因數(改善(shan)了成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)能)。
改(gai)變(bian)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)可以改(gai)變(bian)屈服(fu)應力。但是(shi)(shi),為降(jiang)低屈服(fu)應力而(er)改(gai)變(bian)某(mou)一鋼(gang)種(zhong)中某(mou)一化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen),這將超出該鋼(gang)種(zhong)所(suo)規定的化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)范圍。但是(shi)(shi),改(gai)變(bian)在(zai)某(mou)一鋼(gang)種(zhong)所(suo)規定的成(cheng)(cheng)分(fen),而(er)又不使其他性能有明顯(xian)變(bian)化(hua),這正是(shi)(shi)我(wo)們所(suo)希望的。
常用不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)各(ge)種(zhong)成型(xing)方式的(de)適應性,見表4-2。