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冷軋薄板沖壓件成型影響因素及實例分析(二)

冷軋薄板沖壓件成型影響因素及實例分析(二)

Mar 28, 2022

2 影響冷軋剛板沖壓性能的因素

沖壓性能是材料的力學性能之一,它與材料的化學成分、厚度及表面質量、晶體的形態及加工工藝等因素有關。

2.1 材料的化學成分

冷軋板主要由碳、硅、錳、硫、磷等元素組成,它們的含量對冷軋板的性能有顯著的影響。

碳含量提升,能顯著提高板料的硬度,同時也增加 Fe3C 的含量,從而降低材料的塑性及沖壓性能,所以冷軋板中要嚴格控制碳含量,一般在 C 含量小于 0.2%,對于沖壓要求高的板料,其 C 含量小于 0.08%。

硅可強化鐵素體,對改善板料的屈服強度,同時降低了板料的塑性,其含量小于 0.03%。

硫在板料中易形成硫化物的夾雜,影響板料的沖壓性能,其含量應小于 0.001%,錳對抑制邊部龜裂有改善作用,但是其可以和硫形成 MnS,降低沖壓性能,其含量也應在合理的范圍內。

2.1 厚度及表面質量

若厚度未達到標準值,在成型過程中容易起皺;若厚度超過標準值,則凹凸模之間的間隙減小,容易造成拉裂。

同時,若板料的厚度不均勻,在薄壁出容易拉裂。

同時板料的表面質量對沖壓性能也有重要影響,表面粗糙度和其摩擦系數有很大關系,它對粗糙度進行有效控制,使之保持在 0.6um 至 1.6um 的范圍內[1];在宏觀上要保證表面光潔平整,避免出現斷裂、起皺以及頸縮現象、銹斑等現象,在微觀上應保證材料表面應變力分布均勻。

2.1 晶體的形態及加工工藝

板料的晶粒的大小對塑性變形影響較大。晶粒過大,或過細,都會使沖壓過程中的塑性降低。

其中,若晶粒過大,則板材容易破裂,表面易出現桔皮等現象,若晶粒過細,會導致增加回彈現象。

所以,晶粒的大小應適中,冷軋薄板的粒度一般在 6~8 級。

3 沖壓實例分析

編輯

某一沖壓零件的局部存在開裂現象,如圖 1、圖 2所示。

圖 1 所示零件開裂部位在凸模圓角下方的側壁上,圖2 所示零件破裂部位在側壁上,兩者都屬于強度破裂。

原因分析為,開裂區域的材料無法傳遞超出抗拉強度的成形力。解決方案為降低該零件開裂部位所需傳遞的力。具體操作辦法如下:

編輯

對于零件 a,采取增加潤滑,并增加區域間的間隙,從而消除開裂,如圖 3 所示。

對于零件 b ,打磨圓角,增加潤滑,從而消除開裂,如圖 4 所示。

4 結語

綜上,冷軋薄板的沖壓性能,在其本質上與材料本身的化學成分、晶體形態等因素密切相關。

宏觀上我們可以根據板料的厚度及表面性能來定性評價,從板料的拉伸實驗值屈服強度、抗拉強度、屈強比、塑性應變比、均勻伸長率等指標來定性判斷和評估。

當出現沖壓件開裂、起皺等質量問題時,除了從沖壓工藝過程來改善外,還可以從材料的化學成分、加工工藝過程來分析,找出解決問題的辦法。

參考文獻:

[1]萬敏,李東升,喬麗紅.板料成型計算機分析技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2008.

[2]王章忠.新型沖壓用鋼的開發與展望[J].機械工程材料,2003(3).

[3]鄧陟.金屬薄板成形技術[M].北京:兵器工業出版社,1993.

來源:網絡 侵刪

 

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