影響不銹鋼成型性的主要因素包括屈服強度、抗拉強度、延伸率以及加工硬化,除此之外,不銹鋼(gang)的化學成分也是影響其成型的重要因素之一。
1. 加工硬(ying)化
不銹(xiu)鋼的(de)(de)加工硬(ying)化率(系數)是影(ying)響成型(xing)性能的(de)(de)另(ling)一重要因素。如果某(mou)種鋼具有高的(de)(de)加工硬(ying)化率,則它就需要較(jiao)大的(de)(de)成型(xing)力(li),這將不可(ke)避(bi)免地造成工具和(he)沖模的(de)(de)較(jiao)大、較(jiao)快(kuai)的(de)(de)磨損。
如加(jia)工硬化系(xi)數降(jiang)低,則(ze)會(hui)使(shi)均勻應(ying)變、變形力(li)(li)及(ji)最大負荷下的(de)(de)應(ying)力(li)(li)都(dou)隨之(zhi)而降(jiang)低,這些因素的(de)(de)互相(xiang)影響,又會(hui)最終導(dao)致(zhi)成(cheng)型(xing)性能的(de)(de)下降(jiang)。最佳成(cheng)型(xing)性能是(shi)低的(de)(de)加(jia)工硬化率(lv)和所能得到的(de)(de)最長模(mo)具使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)相(xiang)互矛盾因素的(de)(de)統一,但在同一種(zhong)鋼(gang)上,這兩者是(shi)不可兼(jian)顧的(de)(de)。
2. 彈(dan)性(xing)(回彈(dan))
沖壓成(cheng)型(xing)時(shi)的第(di)二個重要因素是(shi)彈(dan)性(xing)(xing)效應,即某種(zhong)金屬在成(cheng)型(xing)后(hou)(hou)(hou)的彈(dan)性(xing)(xing)回(hui)復(fu)。人(ren)們希(xi)望彈(dan)性(xing)(xing)效應最小為好(hao)。當某種(zhong)金屬在塑性(xing)(xing)區變形(xing)時(shi),如(ru)成(cheng)型(xing)應力消除后(hou)(hou)(hou),會(hui)出現一條(tiao)平行于拉伸(shen)曲線的彈(dan)性(xing)(xing)部分的直線,這(zhe)就是(shi)彈(dan)性(xing)(xing)回(hui)復(fu)線。降低屈服應力會(hui)導致彈(dan)性(xing)(xing)后(hou)(hou)(hou)效值(zhi)(zhi)下降,而增加加工硬化(hua)系數則會(hui)使(shi)彈(dan)性(xing)(xing)后(hou)(hou)(hou)效值(zhi)(zhi)提高。
回彈可以(yi)通(tong)過減(jian)小彎曲半徑或者少量的過彎曲來(lai)控制(zhi)。
3. 彎曲半徑
對(dui)于任何金屬,成型而沒有開裂(lie)的(de)(de)最小的(de)(de)半徑稱為(wei)最小彎(wan)曲(qu)(qu)半徑。最小彎(wan)曲(qu)(qu)半徑可以按照鋼(gang)板或(huo)鋼(gang)帶厚度的(de)(de)增(zeng)加按比例(li)增(zeng)加。對(dui)于大多數軟金屬或(huo)者塑性鋼(gang)來說,如退火(huo)后(hou)的(de)(de)不銹鋼(gang),零半徑彎(wan)曲(qu)(qu)(對(dui)折)成型是(shi)可能的(de)(de)。當接(jie)觸處(chu)180°彎(wan)曲(qu)(qu),沿著兩(liang)張鋼(gang)板的(de)(de)邊(bian)部(bu)(bu)成型一個聯合(he)結(jie)合(he)部(bu)(bu)。所用(yong)的(de)(de)彎(wan)曲(qu)(qu)工具邊(bian)緣必(bi)須是(shi)圓滑而不是(shi)尖銳的(de)(de),否則在(zai)成型時(shi)會割傷鋼(gang)板。
通常,對于退火材料,彎曲半徑(R)等于材料厚度(δ)時,能滿足大部分工程需要。冷加工材料,需要較大的彎曲半徑,如1/4H材料的彎曲半徑R=(1~1.5)δ,3/4H材料彎曲半徑R=(3~6)δ。彎曲半徑的選擇必須考慮鋼種的等級,如雙相(xiang)不銹鋼(gang)就需要較大的半徑。
4. 冷(leng)成(cheng)型性的改善
提高(gao)不(bu)銹鋼成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的最佳辦法(fa)是降低屈(qu)服應(ying)力。利(li)用(yong)提高(gao)最大均勻應(ying)變(bian)的方法(fa)將會(hui)改(gai)善成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。此外(wai),彈性(xing)(xing)效應(ying)的附加影(ying)響(xiang)(xiang)將會(hui)被(bei)削(xue)弱而工具壽命(ming)不(bu)受影(ying)響(xiang)(xiang)。同(tong)時,加工硬(ying)化(hua)率(系數(shu))的增加也可改(gai)善成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)能(neng)(neng),但(dan)卻會(hui)帶來加劇彈性(xing)(xing)效應(ying)和縮短工具使用(yong)壽命(ming)的不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)(xiang)。
拉伸性(xing)(xing)能(neng)(neng)變(bian)化(hua)(hua)對不銹鋼成型性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)影響是(shi)確定無疑的(de)(de)(de)(de)。為了應用這一常識,我們必(bi)須(xu)找出(chu)改變(bian)和(he)控(kong)制拉伸性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)方法。然后(hou),對這些性(xing)(xing)能(neng)(neng)指(zhi)標加以修正,則(ze)可使一些特(te)殊零件具有(you)最佳的(de)(de)(de)(de)成型性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)加工性(xing)(xing)能(neng)(neng)。化(hua)(hua)學成分和(he)生(sheng)產工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)微小變(bian)化(hua)(hua),均可在很大程度上改變(bian)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。
如果其他性(xing)能保持不(bu)變,要(yao)想降低屈服應(ying)力則應(ying)提高最大均勻應(ying)變,這樣也就降低了成型(xing)性(xing)因(yin)數(改善了成型(xing)性(xing)能)。
改變(bian)化(hua)學(xue)成分(fen)可(ke)以改變(bian)屈服應力(li)。但(dan)(dan)是(shi)(shi),為降低屈服應力(li)而改變(bian)某一(yi)鋼(gang)種(zhong)(zhong)中某一(yi)化(hua)學(xue)成分(fen),這將(jiang)超出該鋼(gang)種(zhong)(zhong)所規(gui)定的化(hua)學(xue)成分(fen)范圍(wei)。但(dan)(dan)是(shi)(shi),改變(bian)在(zai)某一(yi)鋼(gang)種(zhong)(zhong)所規(gui)定的成分(fen),而又不使其他(ta)性能(neng)有明顯變(bian)化(hua),這正(zheng)是(shi)(shi)我們所希(xi)望(wang)的。
常用不(bu)銹鋼對各(ge)種成型方(fang)式的適應性,見表4-2。