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(da)多數傳(chuan)統(tong)的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)技術,都可(ke)用于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing),但(dan)因(yin)為(wei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)所(suo)(suo)需要(yao)的(de)(de)力(li)要(yao)比(bi)沖(chong)壓(ya)(ya)低(di)碳鋼(gang)(gang)所(suo)(suo)需的(de)(de)力(li)大(da)60%以上,所(suo)(suo)以用于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)沖(chong)床機(ji)架(jia)應能承受更大(da)的(de)(de)沖(chong)擊(ji)力(li)。另一(yi)方(fang)面(mian),解(jie)決成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)過程的(de)(de)擦劃傷(shang)問題(ti)是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)關鍵,這是因(yin)為(wei)在沖(chong)壓(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時,所(suo)(suo)產生(sheng)的(de)(de)高(gao)摩擦力(li)和高(gao)溫會造成(cheng)(cheng)(cheng)工件表面(mian)的(de)(de)擦劃傷(shang)。常用的(de)(de)肥(fei)皂液或乳化(hua)液的(de)(de)潤滑效果都不(bu)理想,應使用專用的(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)潤滑油(you)或含有特高(gao)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添加劑的(de)(de)潤滑油(you),但(dan)因(yin)為(wei)這種(zhong)特高(gao)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)添加劑會對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)造成(cheng)(cheng)(cheng)腐蝕(shi),所(suo)(suo)以在沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)后(hou)必須立即將工件表面(mian)的(de)(de)油(you)跡清(qing)除掉。
由于沖(chong)壓用(yong)價格(ge)模具加(jia)(jia)工(gong)成本很高,沖(chong)壓用(yong)設備昂貴,所(suo)以只有在大批量加(jia)(jia)工(gong)生產時才采用(yong)沖(chong)壓成型的技術。
1. 沖壓(ya)機械
用于不(bu)(bu)銹鋼(gang)深沖(chong)成型的(de)沖(chong)壓(ya)(ya)機和低碳鋼(gang)深沖(chong)成型相比,僅在電機功率和機器剛度(du)(du)方面(mian)(mian)有所(suo)不(bu)(bu)同。這(zhe)是因為不(bu)(bu)銹鋼(gang)一(yi)方面(mian)(mian)加工硬化速度(du)(du)高,另(ling)一(yi)方面(mian)(mian)具(ju)有較高的(de)強度(du)(du),這(zhe)樣不(bu)(bu)銹鋼(gang)深沖(chong)壓(ya)(ya)成型所(suo)用的(de)沖(chong)壓(ya)(ya)機常常要承受滿負(fu)荷以(yi)上的(de)沖(chong)壓(ya)(ya)力,這(zhe)就要求(qiu)沖(chong)壓(ya)(ya)機必(bi)須有足夠的(de)剛度(du)(du)和沖(chong)壓(ya)(ya)力。
前面(mian)已經(jing)提到,不銹(xiu)鋼(gang)沖(chong)壓成型(xing)所用的(de)(de)設備(bei)類型(xing)和(he)低碳(tan)鋼(gang)相同。盡管所有不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強度和(he)延伸(shen)率都(dou)不相同,但是(shi)(shi)它們(men)成型(xing)所需的(de)(de)力量都(dou)比碳(tan)素鋼(gang)大。一般(ban)來(lai)說,沖(chong)壓不銹(xiu)鋼(gang)設備(bei)的(de)(de)沖(chong)壓力應比加工(gong)同等尺(chi)寸的(de)(de)低碳(tan)鋼(gang)所需的(de)(de)壓力要大60%以上。此外,沖(chong)壓設備(bei)的(de)(de)機身應該是(shi)(shi)非常(chang)堅固(gu),并做成整體形(xing)式,以便能承受更大的(de)(de)沖(chong)壓力而不變形(xing)。
沖(chong)壓(ya)(ya)機每秒鐘沖(chong)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)次數為成(cheng)型速(su)度,成(cheng)型速(su)度將影(ying)響到(dao)坯料與模(mo)具間的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)滑(hua)動速(su)度,產(chan)生摩擦熱(re)及變形熱(re)。這些作為媒介將影(ying)響到(dao)潤(run)滑(hua)效果(guo)。沖(chong)壓(ya)(ya)時(shi)潤(run)滑(hua)效果(guo)的(de)(de)(de)(de)好壞(huai),大多數是以潤(run)滑(hua)使沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型力的(de)(de)(de)(de)減小(xiao)量來(lai)評價的(de)(de)(de)(de),而摩擦系(xi)(xi)數的(de)(de)(de)(de)降低又(you)直接(jie)關(guan)系(xi)(xi)到(dao)模(mo)具的(de)(de)(de)(de)磨(mo)損與產(chan)品缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生。但是,當人們(men)重新(xin)認識到(dao)摩擦系(xi)(xi)數與磨(mo)損之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)正比(bi)關(guan)系(xi)(xi)之(zhi)后,將來(lai)研(yan)(yan)究沖(chong)壓(ya)(ya)速(su)度對(dui)薄板及模(mo)具表面(mian)損傷(shang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響時(shi),就(jiu)必須同時(shi)重視(shi)潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究。研(yan)(yan)究應變速(su)度對(dui)薄板變形強度和變形能之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互關(guan)系(xi)(xi)時(shi),也需要把材(cai)料及模(mo)具的(de)(de)(de)(de)溫升一并考慮進(jin)去并且(qie)給予解決和處理。
這種(zhong)(zhong)沖(chong)壓(ya)速(su)(su)度的(de)(de)(de)(de)高速(su)(su)化(hua),會帶來沖(chong)壓(ya)機械(xie)能(neng)效的(de)(de)(de)(de)降低和由于噪(zao)聲(sheng)(sheng)增加而引起(qi)操(cao)作(zuo)環境的(de)(de)(de)(de)變壞(huai),今后應該對(dui)沖(chong)壓(ya)速(su)(su)度高速(su)(su)化(hua)的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)向重(zhong)新加以(yi)認識(shi)。也就是說,從節(jie)能(neng)、降低噪(zao)聲(sheng)(sheng)對(dui)策(ce)以(yi)及機械(xie)化(hua)高速(su)(su)操(cao)作(zuo)等方面一(yi)起(qi)考慮,可以(yi)預料到進一(yi)步高速(su)(su)化(hua)與經濟性(xing)之(zhi)間(jian)將會出現相互矛盾的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。壓(ya)力(li)機的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度特性(xing)是向縮短浮(fu)(fu)動(dong)(dong)行程的(de)(de)(de)(de)方向發展(zhan),已經研制了一(yi)些驅(qu)動(dong)(dong)機構(gou),以(yi)減(jian)慢其后的(de)(de)(de)(de)成型行程速(su)(su)度和減(jian)少與此相應的(de)(de)(de)(de)浮(fu)(fu)動(dong)(dong)行程時間(jian)。這種(zhong)(zhong)驅(qu)動(dong)(dong)機構(gou)雖(sui)然(ran)能(neng)起(qi)到降低噪(zao)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,但今后的(de)(de)(de)(de)問題還(huan)是要研究包(bao)括(kuo)減(jian)少在(zai)裝模(mo)和脫模(mo)所發生的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)在(zai)內的(de)(de)(de)(de)總的(de)(de)(de)(de)對(dui)策(ce)。
2. 模具
不(bu)銹鋼成型加工(gong)用(yong)模(mo)具與低碳鋼或(huo)中碳鋼比(bi)較,沖模(mo)除磨損較快(kuai)外,破損也是(shi)(shi)經(jing)常發(fa)生的,究(jiu)其原(yuan)因(yin)是(shi)(shi)加工(gong)不(bu)銹鋼要求的沖壓力(li)較大的緣(yuan)故。
為了提高(gao)沖(chong)模(mo)在大規(gui)模(mo)生產(chan)中的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命,沖(chong)模(mo)的(de)(de)(de)易磨損部件應該采用(yong)(yong)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)、高(gao)碳(tan)(tan)(tan)高(gao)鉻工(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)或者高(gao)強度鋁(lv)青銅(tong)制(zhi)作(zuo)。碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)比普通(tong)工(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命長10倍,但碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)價格較昂貴,而且沒有(you)工(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)或鋁(lv)青銅(tong)模(mo)具(ju)(ju)所具(ju)(ju)有(you)的(de)(de)(de)抗(kang)沖(chong)擊(ji)性能。當同時要求具(ju)(ju)有(you)抗(kang)沖(chong)擊(ji)性和抗(kang)磨性時,則最好采用(yong)(yong)像高(gao)碳(tan)(tan)(tan)高(gao)鉻的(de)(de)(de)工(gong)具(ju)(ju)鋼(gang)模(mo)具(ju)(ju)。
鋁(lv)青銅模(mo)(mo)具對工(gong)件的擦傷和(he)刮傷可以起到良好的保護作(zuo)用(yong)。油淬工(gong)具鋼成型模(mo)(mo)具,只能用(yong)于那(nei)些(xie)加(jia)工(gong)批(pi)量較小的生產中。
在成(cheng)型(xing)模具的領(ling)域內,除模具材質外,還(huan)包(bao)括(kuo)成(cheng)型(xing)工藝設(she)計(ji)、模具設(she)計(ji)(成(cheng)型(xing)形狀設(she)計(ji))、模具加(jia)工制造等。模具是(shi)直接控(kong)制成(cheng)型(xing)形狀和(he)尺寸(cun)的。因(yin)此,屬于這個(ge)領(ling)域的形狀、尺寸(cun)及成(cheng)型(xing)方式,是(shi)這個(ge)領(ling)域間相互關的解析(xi)及其體系化的重要因(yin)素。
高速成型時,為了確保模(mo)(mo)具(ju)(ju)與模(mo)(mo)具(ju)(ju)間相對位置(zhi)具(ju)(ju)有很高的精度,其導桿就(jiu)必(bi)須堅固、耐(nai)用(yong),整個模(mo)(mo)具(ju)(ju)的剛性就(jiu)要很高,與此同時模(mo)(mo)具(ju)(ju)還必(bi)須具(ju)(ju)有相當的重(zhong)量。為了實(shi)施(shi)高速作(zuo)業,在考(kao)慮(lv)模(mo)(mo)具(ju)(ju)結構時,還要把(ba)加(jia)工(gong)件的裝模(mo)(mo)和(he)脫模(mo)(mo)裝置(zhi)一并(bing)考(kao)慮(lv)進去。這樣模(mo)(mo)具(ju)(ju)的體積尺寸就(jiu)要增(zeng)大,沖壓機的占地面(mian)積和(he)操(cao)作(zuo)空間也會相應增(zeng)大。這種(zhong)不經(jing)濟性可以通過使用(yong)單一模(mo)(mo)具(ju)(ju)進行多次成型的辦法得以解決(jue),越(yue)是成型尺寸大的制品(pin),這種(zhong)辦法就(jiu)越(yue)顯得重(zhong)要和(he)可行。
不銹鋼沖(chong)壓成(cheng)型的(de)模(mo)具必(bi)須(xu)能(neng)(neng)經受較高的(de)沖(chong)壓力,同時(shi)還需具有抗(kang)擦(ca)傷的(de)能(neng)(neng)力。對于(yu)普通(tong)用途的(de)沖(chong)壓件(jian)來說,工具鋼模(mo)具就具有良好的(de)綜合性(xing)能(neng)(neng),如硬度(du)(du)和(he)韌性(xing)等。從長(chang)遠來看,碳(tan)化物(wu)沖(chong)壓環的(de)使用壽命(ming)最長(chang);在(zai)摩擦(ca)與擦(ca)傷是主要問題(ti)的(de)場合下,沖(chong)壓環有時(shi)選用高強度(du)(du)的(de)鋁青(qing)銅來制(zhi)作。
為了使工件在沖壓(ya)成型過程中(zhong)避免擦(ca)劃傷,而且(qie)模具(ju)還保持一定的(de)使用(yong)壽命(ming),對模具(ju)材料的(de)選擇(ze)是非常嚴格的(de)。
推薦使用一種(zhong)由燒結碳化物制成(cheng)(cheng)(cheng)的沖壓(ya)模具(ju),其成(cheng)(cheng)(cheng)分為81%碳化鎢、15%鈷及4%鉭。這(zhe)種(zhong)新型模具(ju)與(yu)氯化油基潤滑劑同時使用,可承受(shou)在劇烈沖切(qie)和(he)沖壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型過程中所產(chan)(chan)生(sheng)的熱量和(he)壓(ya)力,從而能生(sheng)產(chan)(chan)加(jia)(jia)工(gong)出無劃痕(hen)的工(gong)件。這(zhe)種(zhong)模具(ju)的維修工(gong)作(zuo)可以忽略不計,即(ji)使在三年內加(jia)(jia)工(gong)180000個工(gong)件,其磨(mo)損也(ye)很小(xiao)。
3. 模具間隙
模(mo)具(沖(chong)切、沖(chong)壓)的間隙(xi)對沖(chong)裁件斷面和成型質(zhi)量有著極其重(zhong)要的影響。此外,模(mo)具間隙(xi)還(huan)影響模(mo)具的壽命,卸料力、推件力、沖(chong)裁力(沖(chong)壓力)和工(gong)件的尺(chi)寸精度。因此,模(mo)具間隙(xi)是一個(ge)非常重(zhong)要的工(gong)藝參(can)數。
沖切時沖頭(tou)和沖模(mo)之間(jian)的(de)間(jian)隙每(mei)邊(bian)為0.051mm;沖壓成型時沖頭(tou)和沖模(mo)之間(jian)的(de)間(jian)隙為0.851mm,同時沖壓所用的(de)沖頭(tou)每(mei)邊(bian)還帶有(you)3°的(de)斜度。沖頭(tou)端部的(de)圓(yuan)角半(ban)徑最小為0.381mm,沖壓半(ban)徑不小于(yu)2.362mm.
在沖壓(ya)變(bian)形(xing)量較(jiao)大(da)的情(qing)況下,對于(yu)(yu)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)而言,其間隙比(bi)原始坯料(liao)厚(hou)度大(da)35%~40%;對于(yu)(yu)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),則一般比(bi)原始坯料(liao)厚(hou)度大(da)10%~15%。
圖(tu)4-10所示為某一(yi)奧氏體不銹鋼沖(chong)壓件的斷面形狀和厚度變化情況。從該圖(tu)中可以(yi)明(ming)確地看(kan)出,材質(zhi)為06Cr19Ni10(304)的沖(chong)壓杯(bei)的斷面厚度的情況以(yi)及沖(chong)壓成(cheng)型后硬度分布(bu)情況。
在(zai)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)中,通常不(bu)使(shi)(shi)用(yong)間(jian)隙小于材料厚度的(de)方法進(jin)行沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing),因為這(zhe)樣將會使(shi)(shi)金屬在(zai)凸模(mo)和凹(ao)模(mo)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)擠(ji)壓現象(xiang)。由于奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)加工硬化速(su)度較高,擠(ji)壓會使(shi)(shi)模(mo)具產(chan)生(sheng)劃痕并加快模(mo)具的(de)磨(mo)損。所以,在(zai)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)時,不(bu)適宜(yi)采用(yong)小間(jian)隙、減厚深(shen)沖(chong)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)方式(shi)。同(tong)時,在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)沖(chong)壓過(guo)程中,如(ru)產(chan)生(sheng)較大(da)的(de)減厚深(shen)沖(chong),則工件(jian)斷裂的(de)可能性也(ye)會大(da)大(da)增加。
表4-4是模(mo)具半徑(jing)對奧(ao)氏體不銹鋼深(shen)沖(chong)變(bian)形率的影響。當鐵素體不銹鋼沖(chong)壓成型時,由于模(mo)具間隙(xi)過(guo)大,坯料在模(mo)具人口(kou)處將(jiang)會(hui)產生收(shou)縮(suo)性皺折(zhe)。為(wei)了控制這一皺折(zhe)的出現,可(ke)以采用剪去毛坯的角部、改變(bian)潤滑劑的黏(nian)度并精確調正壓緊力等方法。
表(biao)4-5是(shi)不同鋼種模(mo)具間隙配合表(biao)。
4. 沖壓速度
沖壓速度對沖壓成型(xing)能否成功有(you)著重大影響。從加工(gong)硬化率(lv)和應力(li)均勻分布的(de)觀點來看,采(cai)用每分鐘508~635mm的(de)沖壓速度是比較適宜(yi)的(de)。如果采(cai)用專門的(de)成型(xing)技術,在這(zhe)種(zhong)速度下(xia)成型(xing)工(gong)件的(de)開(kai)裂(lie)往(wang)往(wang)小(xiao)于2%。
5. 潤(run)滑
提高沖壓(ya)加工生產能(neng)力,保(bao)證沖壓(ya)成型產品的質量,固(gu)然需要良好的設備、合理的模具設計、正確的操作調(diao)整(zheng),同(tong)時(shi)也需要采(cai)取合適的工藝冷卻潤滑。
在薄板(ban)成型加(jia)工中最大(da)的(de)(de)損耗(原(yuan)材料(liao)損耗、能耗等(deng)(deng))來自摩(mo)擦(ca)(ca),摩(mo)擦(ca)(ca)力是(shi)成型中必然出現的(de)(de)外載荷之一,恰當地利(li)用摩(mo)擦(ca)(ca),可以起到(dao)改善板(ban)材成型性能和(he)提高產品質量的(de)(de)效果(guo),否(fou)則(ze)可造(zao)成模具損耗加(jia)快(kuai)、廢品率高、能耗過大(da)等(deng)(deng)一系列問題(ti),摩(mo)擦(ca)(ca)問題(ti)日益成為成型加(jia)工中的(de)(de)一個突出問題(ti)。
摩擦(ca)是(shi)(shi)由物體相對運(yun)動產(chan)生(sheng)的(de),因(yin)而隨之也一定會帶來(lai)磨損(sun)。只(zhi)要(yao)材(cai)料(liao)與(yu)其環(huan)境存在著相對主(zhu)動,就(jiu)會產(chan)生(sheng)摩擦(ca),出(chu)現材(cai)料(liao)的(de)磨損(sun)問題。模具(ju)選用工具(ju)鋼就(jiu)是(shi)(shi)需(xu)要(yao)其耐磨性(xing),這是(shi)(shi)因(yin)為模具(ju)在運(yun)動中(zhong)完(wan)成(cheng)沖壓。磨損(sun)與(yu)腐蝕很類似,它們都從表面(mian)破壞材(cai)料(liao),并(bing)且是(shi)(shi)普遍(bian)存在的(de)現象。但是(shi)(shi)產(chan)生(sheng)破壞的(de)主(zhu)要(yao)原因(yin),磨損(sun)與(yu)腐蝕卻是(shi)(shi)有區別(bie)的(de),前者是(shi)(shi)力學(xue)(xue)的(de)摩擦(ca)作用;而后者是(shi)(shi)電化學(xue)(xue)或化學(xue)(xue)的(de)侵蝕作用。
潤滑是指在兩摩(mo)擦(ca)表(biao)面間加入某種物質,如油(you)脂(zhi)類等,是減(jian)小摩(mo)擦(ca)和磨(mo)損的一種有(you)效措施。
潤(run)(run)滑的(de)作用表現,在相(xiang)互摩擦金(jin)屬之間加入潤(run)(run)滑油,如能使它(ta)們不相(xiang)接觸,不僅可減少運動所需的(de)力,也可有效地(di)降低金(jin)屬的(de)磨(mo)損。
不銹(xiu)(xiu)鋼成(cheng)型時,對(dui)滑潤(run)的要(yao)求(qiu)比碳鋼和合金鋼更為嚴格。通常由于不銹(xiu)(xiu)鋼成(cheng)型時要(yao)求(qiu)必(bi)須(xu)保持(chi)高(gao)質(zhi)量的表(biao)面,此外其強度(du)(du)、硬度(du)(du)較高(gao),而導(dao)熱性(xing)差、摩(mo)擦系數又(you)較高(gao),潤(run)滑就顯(xian)得極其重要(yao)。
不(bu)銹鋼成型時(shi)很(hen)容(rong)易產生(sheng)黏結,而且(qie)工件(jian)的(de)(de)大(da)部分溫度可升得(de)很(hen)高。局部和(he)整體(ti)的(de)(de)過熱無(wu)疑就會(hui)引起工件(jian)性能的(de)(de)變化。因此,不(bu)銹鋼成型所(suo)需要的(de)(de)潤滑(hua)比碳鋼和(he)合金鋼就顯得(de)更為重要。
不銹鋼沖壓(ya)(ya)成(cheng)型使用潤滑劑(ji),可以(yi)防止模具(ju)與(yu)薄板(ban)表面的(de)損傷,還可以(yi)調節接觸面的(de)摩擦(ca)系數。即使在(zai)薄板(ban)成(cheng)型方面,沖壓(ya)(ya)過程中的(de)潤滑作用是(shi)(shi)(shi)極為有(you)利于成(cheng)型的(de)一種輔助(zhu)手(shou)段,同時還具(ju)有(you)克服某(mou)些成(cheng)型缺陷(xian)的(de)作用。但是(shi)(shi)(shi),現在(zai)人(ren)們(men)已經不只(zhi)局限(xian)于這種認識,而是(shi)(shi)(shi)將其(qi)認定為沖壓(ya)(ya)技術的(de)一個重(zhong)要組成(cheng)部分。
潤滑是保(bao)證(zheng)高質量的不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)的需要,但是在鋼(gang)種之(zhi)間這種潤滑又有極(ji)大(da)差(cha)別。另(ling)外(wai),不銹鋼(gang)強度(du)高、硬度(du)高、熱傳導性低和摩(mo)擦(ca)(ca)系數高,造成工件、模(mo)具擦(ca)(ca)劃(hua)傷和模(mo)具磨(mo)損是極(ji)其平常的,特別是當使用較大(da)沖壓力時,尤其對于奧(ao)氏體不銹鋼(gang)來說更(geng)應該高度(du)注意。
表(biao)4-6列舉了不銹鋼(gang)使(shi)用(yong)不同(tong)工藝成型(xing)時,常采(cai)用(yong)的(de)潤滑劑。除特殊目的(de)外,石墨及二(er)硫化鉬潤滑劑一般是用(yong)來(lai)減少黏結(jie)摩擦的(de),表(biao)4-6在評價潤滑劑時也考慮了良(liang)好流動性(xing)和(he)易(yi)分離(li)性(xing)等其(qi)他因素。
作為一般(ban)用途的(de)可溶(rong)(rong)性油,如礦物油、肥(fei)皂溶(rong)(rong)液(ye)和(he)水(shui)乳液(ye)可以不(bu)(bu)加考慮(lv),因為它們對大(da)多數不(bu)(bu)銹鋼成型是不(bu)(bu)起作用的(de)。
作為一種保(bao)證工件表(biao)面質量的(de)預防措(cuo)施,不銹鋼薄板在(zai)完成(cheng)成(cheng)型(xing)加工工序后,潤(run)滑(hua)劑(ji)應(ying)全(quan)(quan)部加以清除,使工件保(bao)持完全(quan)(quan)干(gan)燥(zao)狀態。在(zai)成(cheng)型(xing)工序中間熱處(chu)理前,必須將(jiang)潤(run)滑(hua)劑(ji)全(quan)(quan)部清除掉(diao),這對于含有不溶(rong)解 固體、硫或氯的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)尤(you)其重要。
為(wei)不銹鋼成型(xing)選(xuan)擇潤(run)滑劑,基于兩個主(zhu)要因素:
①. 潤滑油必(bi)須有效,即它(ta)必(bi)須有助于再形成,并(bing)能減少廢(fei)料和過度劃(hua)傷;
②. 潤(run)滑油(you)必須最大限度地提高(gao)工具使用的壽命(ming)。
另外(wai),適(shi)用的(de)潤滑(hua)油(you)還取(qu)決于沖壓成型的(de)原(yuan)材料和(he)沖壓工具表面粗糙(cao)度(du)等因素。
不銹鋼冷(leng)軋后退火酸(suan)洗表(biao)(biao)(biao)面(NO、2D)是(shi)最適合(he)于沖(chong)壓(ya)成(cheng)型的(de)。潤(run)滑(hua)(hua)劑在(zai)這(zhe)種(zhong)相(xiang)對(dui)粗糙(cao)的(de)表(biao)(biao)(biao)面上附著(zhu)能力(li)比(bi)在(zai)光(guang)滑(hua)(hua)或者經過(guo)拋(pao)光(guang)的(de)表(biao)(biao)(biao)面更(geng)強,因此潤(run)滑(hua)(hua)劑可以在(zai)兩(liang)個(ge)接觸的(de)表(biao)(biao)(biao)面之(zhi)間均(jun)勻(yun)分布。當(dang)然,較為光(guang)滑(hua)(hua)的(de)2B表(biao)(biao)(biao)面,幾乎適合(he)于所有的(de)成(cheng)型加工。
成型后,如(ru)(ru)何簡(jian)便快(kuai)捷地將潤滑(hua)劑去除,也是一項十(shi)分重要的(de)工作(zuo),尤其是當(dang)這些零部(bu)(bu)件處在(zai)高溫下時,如(ru)(ru)退火、去應(ying)力熱(re)處理或焊接。如(ru)(ru)果工件上的(de)潤滑(hua)劑沒有全(quan)部(bu)(bu)去除,在(zai)高溫作(zuo)用下將會快(kuai)速(su)擴散進入鋼(gang)中(zhong),引起(qi)敏(min)化和隨后耐蝕性的(de)受(shou)損。
潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)選擇將關系到產品(pin)質(zhi)量(liang)和成型(xing)加工的(de)(de)成本(ben)。潤(run)滑(hua)劑(ji)必須具(ju)有加工工藝(yi)所要(yao)求的(de)(de)性能,但是使用(yong)超過加工要(yao)求所需要(yao)的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)時,這將會使得去(qu)除潤(run)滑(hua)油(you)費用(yong)上升,經濟性不(bu)好(hao)。
不銹鋼和高(gao)強度鋼板(ban)沖壓成型時,為了增加(jia)接觸部的面壓力及(ji)溫度,防止模(mo)具與薄板(ban)表面的損傷是(shi)非常困難(nan)的。雖然(ran)從(cong)模(mo)具材料和表面加(jia)工來考慮(lv)防止損傷的對策仍然(ran)是(shi)基本和重要(yao)的,但也(ye)不能忽視依靠潤滑來防止損傷的對策。弄清楚固體的塑性接觸以及(ji)這種接觸的物理化學現象,是(shi)有待于(yu)將來研(yan)究的一個(ge)重大課題。
從成(cheng)型后的(de)(de)脫脂所帶來(lai)(lai)的(de)(de)廢(fei)液處理和從操作的(de)(de)觀點來(lai)(lai)考慮(例(li)如(ru)脫模的(de)(de)容易程(cheng)度(du)),薄板成(cheng)型通(tong)常都使(shi)用水(shui)溶性或者低黏(nian)度(du)油(you)作潤滑劑。對于軟鋼(gang)板來(lai)(lai)說,越來(lai)(lai)越迫(po)切地要求既防銹又潤滑的(de)(de)板材,而且(qie)經(jing)這種處理的(de)(de)板材已經(jing)開(kai)始(shi)試(shi)用。
在不銹鋼沖壓(ya)成(cheng)型(xing)過(guo)程中(zhong),最(zui)常(chang)用的潤(run)滑(hua)劑是氯(lv)化(hua)型(xing)潤(run)滑(hua)劑。EP(耐高壓(ya)潤(run)滑(hua)劑)化(hua)學活性(xing)并不好,但是它(ta)具有調整(zheng)這種(zhong)活性(xing)的能力,而且其(qi)黏度(du)也可在很大范(fan)圍內變化(hua),因(yin)而是不銹鋼沖壓(ya)成(cheng)型(xing)中(zhong)最(zui)通(tong)用的一種(zhong)潤(run)滑(hua)劑。另(ling)外,所有氯(lv)化(hua)潤(run)滑(hua)劑在脫脂劑或一般劑中(zhong)均容易清除(chu)。同時(shi),為了易于從水基清潔劑中(zhong)將其(qi)除(chu)去,還(huan)可加入一些乳化(hua)劑。
如表4-6所列出(chu)的糊狀顏料、硫化(hua)(hua)或硫化(hua)(hua)氯化(hua)(hua)油類,干燥蠟或肥(fei)皂硼砂膜也是(shi)沖壓(ya)成型過程使用的高效潤滑(hua)劑(ji),但是(shi)它們使用起來不太方便。由于(yu)耐重(zhong)負荷乳液(ye)具(ju)有優良的冷卻性能,因此常用于(yu)高速沖壓(ya)過程。