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不锈钢板拉伸加工中的问题与解决办法
发表时间:2017-09-12 00:00

不锈钢板拉伸加工中的问题与解决办法

不锈钢板制品因为表面华丽、抗腐蚀能力良好、抗高温氧化性和高低温强度而深受人们喜爱,大量地用在装饰、厨具、轻工等领域。因为这类产品外观质量要求比较高,在加工过程中要保证高光亮度的不锈钢板表面不被划伤和擦伤的难度非常大,尤其是因不锈钢薄板拉深特性而带来的模具选材、热处理、加工和工艺润滑等问题,会直接影响到不锈钢板的质量、产量、成本和使用寿命。
不锈钢板的拉深特点及粘结瘤

因为不锈钢板的屈服点、硬度都比较高,冷作硬化效果明显,对不锈钢薄板进行拉深加工时的特点主要有以下几点。首先是导热性要低于普通低碳钢,使得所需变形力大。其次不锈钢薄板拉深加工时,其塑性变形会发生剧烈硬化,薄板拉深时也容易起皱,这就要比较大的压边力。另外不锈钢板在拉深凹模圆角处的弯曲和反向弯曲所引起的回弹,一般会在产品侧壁生成凹陷变形使得尺寸精度和形状要求较高的制品要增加整形工序来达到。最后一点就是不锈钢薄板在拉深过程中极易形成粘结瘤。

在对不锈钢薄板进行拉深成形加工过程中,容易产生粘结瘤的问题始终会是困扰生产,带来很大麻烦,但因为粘结瘤形成涉及到摩擦学等问题,影响因素非常多。现在一般从不同角度提出措施来防止粘结瘤的形成及减少。
模具工作部分材料选择及热处理

为解决粘结瘤的问题,选择模具材料最好根据不锈钢板料和模具材料的亲合关系,需要关注两点,选择是抗粘合性强且耐磨减摩的模具材料。实践表明使用铸铝青铜、硬铝青铜防粘效果较好,使用碳化钨钢结硬质合金制造凹模比用Cr12Mov软氮化制造凹模寿命提高数倍,且不粘模;另外使用3054合金铸铁,只需在模具表面进行火焰淬火,模具表面不会出现粘结瘤。另外在模具易损部位能够使用硬质合金镶块,使其拥有优良的抗压性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度和尺寸情度控制。但因为价格较高而用得少。
受工厂选材限制,如果普通高碳、高铬工具钢用作不锈钢薄板拉深模,热处理硬度要达到60HRC以上,表面上最好进行软氮化处理。如果为提高模具耐磨性而再提高硬度,对于不锈钢拉深中的粘结现象并不会带来改善。
关键就是要在热处理中尽可能去除残余奥氏体,如Cr12一类高硬度材料采用普通的悴火工艺,即使达到HRC62-64的极限硬度范围,组织中仍残存相当数量的奥氏体。奥氏体既是模具中的软点,与马氏体相比又与润滑剂中活性剂的亲和力较弱,不易建立起润滑油膜。因此这类材料的热处理在悴火冷却后可采用低温处理的办法,使残余奥氏体转变为马氏体从而改善基体的抗粘合性。此外,还应对不锈钢拉深模进行表面处理以提高模具的耐磨性、抗粘合性。对于合金铸铁或有色合金材料制作的模具采取渗氮等表面强化工艺,使用效果较好。
模具工作部分的表面加工

不锈钢板拉深模的表面质量要求非常高。比较低的表面粗糙度会起到减摩和提高抗粘合性的作用。拉深模在进行了磨削加工后,更重要的是消除加工痕迹。但在模具制造中通常会忽视研磨和抛光工序。需要指出的是,在整个模具加工过程中,抛磨工作量要占据三分之一,这是由于不锈钢产品的外观质量在很大程度上取决于模具的抛磨技术。模具表面粗糙度降低,模具的修磨次数相应减少,模具使用寿命相应地得到提高。

假如模具表面的抛磨不够,加上不锈钢薄板拉深容易形成粘结瘤的特点,所以拉深出来的不锈钢制品会有很着很严重的划痕。但制品上的划痕用抛光处理来解决既费时又达不到效果。所以最好在模具抛磨工序上加大功能,只有模具表面加工精度提高才能减少产品的划痕,模具的修模寿命才能得到大幅度提高。近年来,国内出现了各种抛光新技术和抛光工具,开发了超声波、电解抛光、磨料喷射、挤压珩磨等新工艺、新设备。据资料介绍,对CrWMo,3Cr12W8V,Cr12三种材料模具进行电化学抛光试验研究,证明这种抛光仅用5-10分钟就能使模具型腔表面粗糙度从原来的Ra3.2-Ra1.6的基础上降低到Ra0.4-RaO.2。同时通过电化学抛光还可提高表面硬度以提高耐磨性。又如,超声波抛光机可用于经软氮化处理的型腔的细抛光,它可以避免手工抛光易破坏氮化膜的缺点。对于新的抛光技术我们应该积极去运用和总结。
加工时润滑

不锈钢板拉深加工的特点得知,产生粘结瘤是由于不锈钢板料和模具发生直接接触,这是一个不争的事实,所以选择润滑剂或涂覆剂的重点就是在板料拉深成形过程中润滑膜自始至终不形成破裂并且还要起到润滑作用。

通常在润滑剂中加入一定比例的极压添加剂或采用固体润滑剂均可取得较好效果。这主要是提高润滑剂对金属表面的润滑能力。此外用脂肪、矿物油、合成油脂、润滑脂、皂液也能生成润滑剂,且有益于不锈钢浅拉深效果。含有水溶乳浊液,或者用油稀释的有机矿物油也能来对不锈钢板进行浅拉延加工

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