高強(qiáng)度板材沖壓(板材沖壓的應(yīng)用)
本篇文章給大家談?wù)劯邚?qiáng)度板材沖壓,以及板材沖壓的應(yīng)用對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。
沖壓板材都有哪些種類類型?
1、硅鋼板是比較容易沖切的材料,因?yàn)樵跊_切后附著的油膜要干燥,所以一般使用較低粘度的沖壓拉伸油。為了防止沖切的工件完善度和延長模具壽命,因此選擇粘度較高的沖壓拉伸油比較好。
2、碳鋼材料,根據(jù)加工的易難和沖壓拉伸油的油性、防銹性等來決定其需要的沖壓拉伸油的最佳粘度。
3、鍍鋅鋼材料,使用含氯沖壓拉伸油有時(shí)會(huì)發(fā)生白銹現(xiàn)象,使用硫型的沖壓拉伸油相對(duì)比較好一些。
4、不銹鋼板材料,不銹鋼是容易產(chǎn)生加工硬化的材料,要求使用油膜強(qiáng)度高的潤滑油,其油的粘度和冷卻性也要好。
5、銅、銅合金材料,應(yīng)當(dāng)選擇潤滑性能好的沖壓拉伸油。含有中性脂肪、復(fù)合極壓劑等添加劑的高性能沖壓拉伸油,具有良好的散熱性、潤滑性,有效保護(hù)模具,提高產(chǎn)品的光潔度。
適合紅熱沖壓熱作模具材料是哪種?
適合紅熱沖壓熱作模用HMAX系列模具鋼詳細(xì)介紹如下:
材料名稱 ? ?材料牌號(hào) ? ?特性 ? ?用途 ? ?可用硬度值 ?
HMAX系列熱作模具鋼 ? ?HMAX-D ? ?HMAX-D是高耐熱中韌性模具鋼,提高了斷裂韌性和熱疲勞抗力。工作溫度達(dá)700℃以上,是一種空冷硬化型的熱作模具鋼,具有高溫韌性及熱穩(wěn)定性高,冷熱疲勞抗力和熱磨損性能好等優(yōu)點(diǎn)。 ? ?HMAX-D適用于制作受熱溫度較高,使用條件苛刻的熱作模具,如黑色及有色金屬材料的熱擠壓模,熱精鍛模等。鋼使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。 ? ?HRC48~50 ?
HMAX-R ? ?HMAX-R是新型高耐熱中韌性模具鋼熱作模具鋼,使用壽命比3Cr2W8V鋼高標(biāo)準(zhǔn)2-6倍,適于制造溫度較高,與工件接觸時(shí)間長,易引起熱變形塌陷或熱磨損失效的模具。良好的熱強(qiáng)性、紅硬性和耐磨性 ? 2.耐熱沖擊及抗冷熱疲勞性能均佳 3.切削加工性能好、淬火溫度范圍寬、淬透性好。 ? ?HMAX-R鋼軸承內(nèi)圈成形沖頭、)軸承內(nèi)圈切底沖頭、)軸承內(nèi)圈成形凹模、軸承外圈成形凹模、鋼球熱鐓模、汽車氣門熱鍛模、汽車彈簧芯棒、汽車起動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪高速鍛模、螺母熱鍛模、柱塞熱壓沖頭、紫銅熱擠壓模、自行車曲柄滾鍛模、縫紉機(jī)擺梭頭等。 ? ?HRC50~55 ?
HMAX-3 ? ?HMAX-3鋼是中耐熱高韌性具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性,較高熱強(qiáng)性、耐磨性、回火穩(wěn)定性,抗冷熱疲勞性能、冷熱加工性能好,工作溫度700℃以上。該鋼通用性強(qiáng),適合于制作在高溫、高速、高負(fù)荷、急冷急熱條件下工作的模具,其性能優(yōu)于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V鋼,模具壽命比3Cr2W8V鋼提高標(biāo)準(zhǔn)2—3倍。 ? ?HMAX-3鋼適用于熱鍛成形凹模、連桿輥鍛模、軸承套圈毛坯熱擠壓凹模、高強(qiáng)鋼精鍛模、中小型機(jī)鍛模、高溫軋輥模具、鋁合金壓鑄模等模具上,都有良好的效果。 ? ?HRC48~50 ?
HMAX-4 ? ?HMAX-4是針對(duì)銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模而研制的新型熱作模具用鋼,也是一種中碳超高強(qiáng)度和空冷硬化型耐高溫模具鋼,具有良好的熱強(qiáng)性、紅硬性和耐磨性。 ? ?由于HMAX-4模具鋼種的各項(xiàng)綜合性能良好,適用于制作受熱溫度較高,使用條件要求苛刻的銅合金壓鑄、熱鍛、熱擠壓、熱剪切、熱軋輥模熱作模具。汽車變速箱同步器銅錐環(huán)壓鑄模、銅彎管接頭壓鑄模、1/2銅閘閥體壓鑄模、1銅閘閥體殼壓鑄模、銅管熱擠壓模、軸承套圈熱擠壓模、液鍛活塞模等模具比3CR2W8V名稱提高3-6倍。 ? ?HRC52~55 ?
HMAX-5 ? ?冷熱兩用基體鋼,基體純凈、 ? 退火組織均勻、各個(gè)方向都具有優(yōu)良的韌性和延展性、 良好的耐磨性 、 ? 良好的熱處理尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的淬透性、良好的抗回火軟化性能、良好的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞性、 極佳的拋光性,兼具高硬度高耐磨性和高韌性。
HMAX-5鋼具有優(yōu)異的沖擊韌性、高耐磨性、高的使用硬度,適用于各種熱作(熱擠壓、壓鑄、復(fù)雜型腔熱鍛)模具,主要針對(duì)高韌性和高硬度兼?zhèn)涞臒釕B(tài)工況,也可以作為冷作模具材料(如重型沖裁、冷鍛等),還可用于高鏡面、高耐磨性、高韌性的復(fù)雜型腔塑膠模具。??????????????????????????????????????????????????????????????????? ? 也適用于工況非??量痰臒崮6?、 熱沖壓模具、 冷作模具和工程用鋼, 例如: 高速熱鍛模具(精密齒輪、曲軸、連桿、氣門芯模具, ? 高負(fù)荷沖切模具、 搓絲模具等;也適用于耐磨性要求特高的增強(qiáng)型塑料和壓塑模具;高溫耐磨性要求很高的熱擠壓模具等。
HRC56~58 ?
HMAX-6 ? ?HMAX-6是高耐熱高韌性冷熱兼用基體模具鋼,硫含量極低(< ? 5ppm) , 基體純凈、 組織均勻, 無大塊共晶碳化物、 淬回火后有優(yōu)越的沖擊性能, 兼有高的高溫強(qiáng)度、 高韌性。
HMAX-6適用于熱鍛工藝中對(duì)耐磨性異常嚴(yán)苛( ? 如沖頭類) 的情況和耐高溫模具( 如氣門類) 。也適合應(yīng)用與熱鍛、熱沖、熱軋、頂鍛、軸向閉模軋制、熱彎等工況下的模具或工具。
HRC58~60 ?
冷沖壓的高強(qiáng)鋼的冷沖壓
由于汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,汽車輕量化以及高強(qiáng)鋼的應(yīng)用成為了重要發(fā)展方向。但受高強(qiáng)鋼板材強(qiáng)度的提高,傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象,無法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下,目前國際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝,主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下,板料的塑性增加,屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn),通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究,目前該技術(shù)被國外廠商壟斷,國內(nèi)發(fā)展緩慢。 根據(jù)美國鋼鐵學(xué)院能量部的研究,即使高強(qiáng)度鋼降低部分?jǐn)?shù)值其拉伸還是要比傳統(tǒng)的冷板困難得多。高強(qiáng)鋼的延展率只有普通鋼材的一半。同時(shí),當(dāng)材料被沖壓成形時(shí),會(huì)變硬,不同的鋼材,變硬的程度不同。一般高強(qiáng)度低合金鋼只略有20MPa增加,不到10%。注意:雙相鋼的屈服強(qiáng)度有140MPa增加,增加了40%多!金屬在成形過程中,會(huì)變得完全不同,完全不像沖壓加工開始之前。這些鋼材在受力后,屈服強(qiáng)度增加很多。材料較高的屈服應(yīng)力加上加工硬化,等于流動(dòng)應(yīng)力的大大增加。因此,開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強(qiáng)鋼成型過程中的問題焦點(diǎn)。
基于高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)和特性,如果不能改變金屬流動(dòng)和減少摩擦,那么高強(qiáng)度鋼(HSS)的開裂和質(zhì)地不均性都可能引起部件報(bào)廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)(測量屈變力的單位)、增強(qiáng)的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運(yùn)行對(duì)于模具來說都是一個(gè)挑戰(zhàn)。 潤滑影響成型性這是不爭的事實(shí)。因此,高性能潤滑劑可提供一種更高性能的膜以保護(hù)金屬免于斷裂、壓裂或被焊接到模具上。好的潤滑劑還能夠減少摩擦熱量,使金屬流動(dòng)不間斷并能控制起皺或斷裂。針對(duì)這一問題,美國IRMCO公司作為世界知名從事潤滑研究制造的專業(yè)公司,自三十年前就已成功研發(fā)的新型水基潤滑技術(shù)解決了高強(qiáng)鋼的成型問題。下面,結(jié)合多年來的研究和使用從潤滑角度并結(jié)合該潤滑技術(shù)的特點(diǎn)談一下看法和意見。如下:
其一,嚴(yán)酷條件下的潤滑保障。
1、由于高強(qiáng)鋼的屈服力大,要屈服它比一般板材需要更多的能量,這種能量除了變形以外,很大程度上是板材與模具間推撞(摩擦)。因此,隨著金屬在沖壓模具中變形溫度會(huì)不斷升高,油基潤滑油都會(huì)變薄,有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著(冒煙),潤滑失效。而IRMCO高分子聚合物極溫潤滑劑中含有抗極壓物并具有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上,隨著溫度的升高在模具和板材表面形成一個(gè)堅(jiān)韌的保護(hù)屏障,從而降低摩擦和溫度,以幫助工件更好的延展,以此來控制摩擦和金屬流動(dòng);同時(shí)保護(hù)金屬不會(huì)過熱,發(fā)黑而拉裂和粘接。
同時(shí),根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)中的問題,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里復(fù)制現(xiàn)場試驗(yàn)的結(jié)果。不同配方的油基和常規(guī)(肥皂)為基礎(chǔ)的合成潤滑劑,在高強(qiáng)鋼上不能正常工作。廢品率和模具磨損(擦傷)失控。
雙相鋼DP600-UHSS超高強(qiáng)鋼試驗(yàn)報(bào)告
美國綠葉技術(shù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)IRMCO產(chǎn)品和汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油以及合成潤滑劑,在美國DP780超高強(qiáng)度鋼上進(jìn)行了成型對(duì)比實(shí)驗(yàn)。采用了俄亥俄州立大學(xué)的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型測試法。這種方法被證實(shí)用于測試實(shí)際結(jié)果非常準(zhǔn)確。IRMCO達(dá)到的數(shù)值是145 比汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油的115和合成潤滑劑的110 超過了25%。數(shù)值越大說明成型能力越好。
2、由于沖壓過程中會(huì)產(chǎn)生溫度,同時(shí)由于油的熱容量比較大,熱擴(kuò)散比較差。而IRMCO水基潤滑劑因溫度產(chǎn)生形成水蒸氣帶走熱量,不但有效的降低了溫度,保護(hù)了模具,而且因溫度所產(chǎn)生的微焊接磨損將得到有效的控制。同時(shí)還可以提高沖次。
其二、工具涂層的性能與潤滑劑質(zhì)量緊密聯(lián)系。
傳統(tǒng)的物理氣相沉淀(PVD)和化學(xué)氣相沉淀涂層(CVD)外部需要潤滑發(fā)揮最大性能。IRMCO指出:“熱擴(kuò)散工藝可以減少摩擦磨損的問題。通過熱擴(kuò)散所產(chǎn)生的碳化釩可以形成耐久性、堅(jiān)硬的表面,在苛刻的成形和沖壓模面時(shí),會(huì)極大的提高工具的使用壽命。如果使用的潤滑劑無法承受高溫、磨損和先進(jìn)高強(qiáng)鋼的加工硬化性,價(jià)值會(huì)大幅降低。因此,使用可滿足高強(qiáng)鋼需求的潤滑劑,是達(dá)到涂層使用壽命最大化的關(guān)鍵?!?/p>
根據(jù)IRMCO技術(shù)的先進(jìn)行及多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),高強(qiáng)鋼沖壓模具無需花費(fèi)高昂的涂層費(fèi)用,就可以滿足生產(chǎn)需要,并可以延長模具壽命。從(右圖7)可以看出IRMCO潤滑技術(shù)對(duì)模具的保護(hù)作用。沖壓三千個(gè)工件后,工件表面質(zhì)量及模具表面得到明顯的改觀(表面劃痕明顯減少)。
其三、高性能潤滑可以使工件質(zhì)量更加穩(wěn)定。
模具間隙及模具的幾何設(shè)計(jì)等是實(shí)現(xiàn)工件尺寸精度的重要內(nèi)容。因此,這直接關(guān)系到對(duì)金屬材料和潤滑劑技術(shù)要求。如果間隙越小、越緊摩擦力越大,對(duì)潤滑劑的要求也越高,但工件的成型精度也相對(duì)越高。由于IRMCO可以較好的控制摩擦和金屬流動(dòng),所以可以保證工件質(zhì)量更加穩(wěn)定。 某大型底盤件企業(yè)生產(chǎn)的控制臂(NMS搖臂),板材材質(zhì)FB780,板材厚度4mm,七工位級(jí)進(jìn)沖壓模具,采用IRMCO測試在保證工件質(zhì)量的同時(shí),同等環(huán)境條件下與油基潤滑劑比較,模具工作溫度下降10-20℃。在此,需要重點(diǎn)說明的是溫度降低意味著摩擦力的減小,這不僅可以保護(hù)模具,而且可以提高沖次。工件圖片如下:
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