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2 影響冷軋剛板沖壓性能的因素

沖壓性能是材料的力學(xué)性能之一，它與材料的化學(xué)成分、厚度及表面質(zhì)量、晶體的形態(tài)及加工工藝等因素有關(guān)。

2.1 材料的化學(xué)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(yán)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(yīng)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(yīng)在合理的范圍內(nèi)。

2.1 厚度及表面質(zhì)量

若厚度未達到標(biāo)準(zhǔn)值，在成型過程中容易起皺；若厚度超過標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量對沖壓性能也有重要影響，表面粗糙度和其摩擦系數(shù)有很大關(guān)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(nèi)^[1]；在宏觀上要保證表面光潔平整，避免出現(xiàn)斷裂、起皺以及頸縮現(xiàn)象、銹斑等現(xiàn)象，在微觀上應(yīng)保證材料表面應(yīng)變力分布均勻。

2.1 晶體的形態(tài)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(xiàn)桔皮等現(xiàn)象，若晶粒過細，會導(dǎo)致增加回彈現(xiàn)象。

所以，晶粒的大小應(yīng)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(xiàn)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(cè)壁上，圖2 所示零件破裂部位在側(cè)壁上，兩者都屬于強度破裂。

原因分析為，開裂區(qū)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(qū)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(jié)語

綜上，冷軋薄板的沖壓性能，在其本質(zhì)上與材料本身的化學(xué)成分、晶體形態(tài)等因素密切相關(guān)。

宏觀上我們可以根據(jù)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(yīng)變比、均勻伸長率等指標(biāo)來定性判斷和評估。

當(dāng)出現(xiàn)沖壓件開裂、起皺等質(zhì)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(xué)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(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

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

[3]鄧陟.金屬薄板成形技術(shù)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1993.

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