不锈钢拉伸过程中开裂形成的原因进行分析,注意事项

   日期:2024-03-25     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:325    评论:0    
核心提示:不锈钢材料由屈服到破裂的塑性变形阶段短,特别是它的塑性应变比的加权值R较大。针对不锈钢板拉伸时产生缺陷的原因进行分析,并提出解决措施。不锈钢拉伸过程中常见问题分析不锈钢常见成形缺陷的预防措施但退火以及退火后的的清洗会导致生产周期的增加,且影响表面品质。

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不锈钢伸长率小,弹性模量E大,硬化指数高,厚度各向异性指数r很小(不锈钢为0.9~0.11,低碳钢为1.3~2.0)。 不锈钢材料从屈服到断裂的塑性变形阶段较短,特别是其塑性应变比权重值R较大。 不锈钢板的拉伸裂纹有时发生在拉深变形后,有时发生在拉深件从模具中退出时; 有时在拉拔变形后受到冲击或振动时会发生; 有时会发生拉拔变形后。 它发生在储存一段时间后或使用过程中。 分析不锈钢板拉伸时产生缺陷的原因并提出解决方案。

不锈钢拉拔加工过程中常见问题分析

1 裂纹产生的原因

奥氏体不锈钢具有较高的冷作硬化指数(不锈钢为0.34)。 奥氏体不锈钢是亚稳态的,在变形过程中会发生相变,诱发马氏体相。 马氏体相对较脆,因此容易开裂。

塑性变形时,随着变形量的增加,诱发马氏体含量也会随着变形量的增加而增加,残余应力也会增加。

图1 残余应力与马氏体含量的关系

诱发马氏体相含量越高,引起的残余应力越大,加工时越容易开裂。

2 表面划伤的原因

不锈钢拉深件表面的划伤主要是由于工件与模具表面的相对运动造成的。 在一定压力的作用下,坯料与模具局部表面直接摩擦。 另外,坯料的变形热导致坯料和金属切屑沉积在模具上。 表面上工件表面有划痕、划伤。关注微信公众号冲压帮

不锈钢常见成型缺陷的预防措施

1选择合适的不锈钢材质

奥氏体不锈钢常用材料有和。 机械性能如表1所示。

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表1 奥氏体不锈钢的力学性能

在拉深过程中,比更稳定,具有更好的抗裂性能。 因此,应尽可能选用材料。

2 合理选用模具材料

不锈钢在拉深过程中明显硬化,产生许多硬质金属点,造成粘连,使工件和模具表面容易划伤和磨损。 因此,不能使用一般模具用工具钢。

实践证明,选择铜基合金模具可以消除不锈钢零件表面的划痕、擦伤,降低破损率。 另一种材料是高铝铜基合金模具材料(含铝13Wt%~16Wt%)。 该材料与不锈钢互溶性低。 拉深件与模具之间不存在粘连,拉深件表面不易产生划痕。 无划痕,产品抛光成本低,已成功应用于不锈钢拉深成型领域。 但由于该模具硬度较低(40HRC~45HRC),常用于生产厚度t/D较小的制品。 一般拉深1500~2000片后,模具表面很容易出现从圆角R开始的放射状拉深边缘。氮化硅陶瓷(Si3N4)已成为重要的工程材料钢材拉伸的四个阶段,特别是反应烧结氮化硅陶瓷,良好的高低温机械性能、抗热震性能和化学稳定性,并且可以容易地制成复杂的形状。 成分。 利用陶瓷材料的高硬度、高耐磨性和高化学稳定性,可以用反应烧结氮化硅材料模具代替金属模具对不锈钢进行深冲。

3选择合理的凸凹模具圆角

模具的圆角与应力大小和分布有很大关系。 关注微信公众号。 冲压环圆角半径较大,压边圈压紧面积不足,容易出现不稳定、起皱等现象。 如果圆角太小,则变形时材料进入模具的阻力会增大,材料不易向内流动和转移,从而增大传力区的最大拉应力,可能导致拉伸裂纹。 因此,选择合理的凸凹模圆角半径至关重要。

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图2 冲头相对圆角半径rp/t与极限拉拔力f的关系

凸模相对圆角半径rd/t与极限拉深力f的关系如图2所示,凹模相对圆角半径rd/t与圆柱件拉深系数m的关系为如图3所示。从图2可以看出,当冲头的相对圆角半径rp/t约等于4时,最有利于防止开裂。 从图3可以看出,随着凹模和凸模相对圆角半径的增大,极限变形程度也会增大。 当凹模相对圆角半径为5mm~8mm时,有利于防止开裂。

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图3 模具相对圆角半径rd/t与极限系数m的关系

4采用拉深加减薄

此前研究人员也通过实验证明,采用减薄拉伸可以大大降低拉深件的最大切向残余应力,可以有效防止纵向裂纹。 根据不同的变形程度和原板材厚度钢材拉伸的四个阶段,选择适当的减薄系数Ψ(一般为0.9t~0.95t)。 如果Ψn值太小,变形应力会急剧增大,导致拉深件底部开裂。

5.在拉深工艺中增加中间退火工艺

多次拉深后应进行中间退火工艺,可以彻底消除残余应力,恢复奥氏体不锈钢的组织。 对于高硬度不锈钢,一般在1~2次拉拔工序后需要进行中间退火。 例如,通常加热温度为1150℃~1170℃,加热时间为30min,在气流或水中冷却。 而且,无论是工序间热处理,还是最终产品的热处理,拉伸后都应尽快进行,以免工件因长期存放而因内应力而变形或开裂。 但退火及退火后清理会增加生产周期并影响表面质量。

6使用合适的润滑剂

使用适当的润滑剂对不锈钢的拉伸有显着的影响。 润滑剂可以在凸凹模之间形成具有一定韧性和伸长率的薄膜,有利于不锈钢的拉深成形。

对于拉伸变形程度较大、成型困难的不锈钢拉制件,在实际生产中可采用聚氟乙烯薄膜作为润滑剂。 聚氟乙烯薄膜具有优良的抗撕裂性能,有一定的韧性和伸长率,且易于清洁。 关注微信公众号。 冲压滚筒上涂有干膜后,干膜在拉伸过程中可以随着坯料一起变形,从而始终使坯料与模具分离。 另外,薄膜本身具有一定的孔隙率和大量的纤维裂纹,因此也可以保存一定的时间。 润滑剂,因此该薄膜相当于一层干膜润滑剂。 这种润滑方法可以有效地将变形的不锈钢板与模具表面隔离,润滑效果良好,有利于提高模具的使用寿命和产品的合格率。

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7 其他注意事项

不锈钢拉伸时还可以采取以下预防措施:

(1)由于白口铸铁的储油性能好,易于形成润滑油膜,因此可以采用白口铸铁作为压边圈的材料;

(2)采用锥形压边圈;

(3)边缘应光滑,不得有微裂纹。

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