在人工(gong)旋壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型過程(cheng)中(zhong),產(chan)生的(de)(de)減薄量與成(cheng)(cheng)型變形(xing)(xing)(xing)量有關。人工(gong)旋壓(ya)(ya)件(jian)的(de)(de)斷面(mian)減薄至如(ru)圖(tu)4-20所(suo)示的(de)(de)那(nei)種程(cheng)度(du)時(shi),工(gong)件(jian)常會產(chan)生開(kai)裂(lie)現象。其原因是(shi)由于加(jia)工(gong)量過大,而(er)且中(zhong)心區的(de)(de)加(jia)工(gong)硬化(hua)(hua)程(cheng)度(du)超過材料的(de)(de)承受能力,因而(er)導致工(gong)件(jian)開(kai)裂(lie)。如(ru)果在旋壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型之前,工(gong)件(jian)在沖(chong)壓(ya)(ya)機上(shang)沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)類似半球(qiu)形(xing)(xing)(xing)杯體再旋壓(ya)(ya)出變化(hua)(hua)劇烈的(de)(de)喇叭形(xing)(xing)(xing)寬(kuan)邊(見圖(tu)4-20),旋壓(ya)(ya)會容(rong)易一些(xie)。
下面介紹10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹鋼的旋壓成型。
材質為(wei)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)錐形(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)4次(ci)人工(gong)旋壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing),如圖(tu)4-20所示。直(zhi)徑為(wei)366.6mm的(de)(de)錐形(xing)體(ti)(ti)是經一(yi)道(dao)(dao)預沖壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)和4道(dao)(dao)人工(gong)旋壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)而完成(cheng)的(de)(de)。該(gai)工(gong)件所使用的(de)(de)坯料厚度為(wei)0.940mm、直(zhi)徑為(wei)406.4mm的(de)(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),這種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)坯料可(ke)(ke)具有2D(薄板)表(biao)面或1號(帶鋼(gang)(gang))表(biao)面光潔(jie)度。該(gai)工(gong)件也可(ke)(ke)用其他型(xing)(xing)號的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)來生產,但是其每(mei)道(dao)(dao)工(gong)序的(de)(de)變(bian)形(xing)量隨著加(jia)工(gong)硬化程度的(de)(de)提高而降低。
如(ru)圖4-20所(suo)示,旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)型芯是用(yong)木(mu)材或鋼做成(cheng)的(de)(de)(de),旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型輥則是用(yong)淬火鋼材制成(cheng)的(de)(de)(de)。在第一次(ci)(ci)旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型時,壓(ya)(ya)(ya)力作用(yong)在整(zheng)個坯料上。在其(qi)他三次(ci)(ci)加(jia)工(gong)(gong)(gong)中,壞料邊緣不進行(xing)旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya),這(zhe)就會引起毛(mao)坯邊部增(zeng)厚(hou)至1.778mm,同(tong)時希(xi)望所(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)件(jian)外形錐形體中部的(de)(de)(de)減(jian)薄(bo)量最大(da),可使壁(bi)厚(hou)尺(chi)寸達到(dao)0.686mm(變形率為(wei)28%).與(yu)此同(tong)時,工(gong)(gong)(gong)件(jian)表面積將(jiang)比(bi)原來增(zeng)加(jia)40%.由(you)于(yu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)減(jian)薄(bo)和面積增(zeng)加(jia),這(zhe)些急劇(ju)的(de)(de)(de)變化會給加(jia)工(gong)(gong)(gong)變形帶來極大(da)影響,因此工(gong)(gong)(gong)件(jian)在加(jia)工(gong)(gong)(gong)過程中,必須(xu)進行(xing)兩次(ci)(ci)退火加(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序(xu)。
操作程序如下:
①. 首先在坯料(liao)(尺寸為:厚度0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中心部(bu)位,開一個直(zhi)徑為6.35mm的中心孔,并預(yu)沖壓成(cheng)型;
②. 采(cai)用人工的方法,通過成型輥對旋轉(zhuan)的芯棒施加壓(ya)力,使坯料(liao)凹深達(da)到76.2mm,旋壓(ya)加工速(su)度為300r/min;
③. 用第二(er)個層狀(zhuang)硬木型(xing)芯將坯料凹深處(chu)旋壓至127mm,邊部(bu)深度(du)在50.8mm以內;
④. 在(zai)1038℃的(de)氫氣(qi)氛中進行中間(jian)退火,然后空冷,用鋼型芯(xin)將坯料凹深(shen)旋壓至177.8mm邊部,深(shen)度在(zai)25.4mm以(yi)內;
⑤. 在(zai)與工(gong)序③相同(tong)的條件下退(tui)火,用鋼型芯將坯料凹深旋壓至(zhi)203.2mm,并最后(hou)加工(gong)成型;
⑥. 在車床上(shang)對工(gong)(gong)件的頂部和底(di)部進行加工(gong)(gong),使喇(la)叭(ba)口的高度達到196.86mm;
⑦. 成品,上口(kou)直徑101.6mm,下(xia)口(kou)直徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列不銹鋼的(de)延伸性(xing)能(neng)較差,所以不適宜用人工旋(xuan)壓的(de)方法成型,特(te)別是(shi)當變形劇烈時更是(shi)如此。另外還要注意(yi),對(dui)成型模具(ju)施加過大壓力,會引(yin)起加工表面(mian)的(de)磨損,從而(er)導致工件過早地(di)減薄和(he)開裂。
由于工具(ju)對金屬的(de)作用,急劇旋(xuan)壓成型件的(de)表面往往比較粗糙(cao)。這樣,用400系列不銹鋼旋(xuan)壓加工成型后(hou)的(de)工件,拋光和高精度研(yan)磨的(de)成本(ben)就顯得非常(chang)高。因此,在研(yan)磨和拋光之前,須對凹凸不平的(de)工件先進行粗磨,使其表面變得平滑一些。
表4-7給出了人工旋(xuan)壓(ya)時(shi)拉伸(shen)的(de)(de)近似(si)極限。該表適用于厚度為1.575mm的(de)(de)完全(quan)退火材料。退火后(hou)的(de)(de)二次(ci)拉伸(shen)量比第一次(ci)小8%。零件各部分(fen)的(de)(de)拉伸(shen)量并不需要完全(quan)一致,它是根據成型變(bian)形量的(de)(de)不同而有變(bian)化的(de)(de)。
所(suo)有(you)300系列(lie)的不銹鋼(gang)(gang)均可(ke)采用旋(xuan)壓(ya)成型方法,但是(shi)加工硬化較低的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12(305)型鋼(gang)(gang)在(zai)中間(jian)退(tui)火前(qian)的旋(xuan)壓(ya)加工量比其(qi)他不銹鋼(gang)(gang)大(da)。退(tui)火后的工件必(bi)須經酸洗清除(chu)氧化鐵(tie)皮,以(yi)恢復其(qi)光(guang)潔的表面(mian)。1號(帶鋼(gang)(gang))或2D(薄(bo)拉)表面(mian)光(guang)潔度最適于(yu)大(da)變形旋(xuan)壓(ya)工藝,因為此(ci)時(shi)金屬處(chu)于(yu)最軟(ruan)和(he)無應力狀(zhuang)態,其(qi)加工量可(ke)達到(dao)最大(da)程度。
人工(gong)旋壓成(cheng)型(xing)時,一般采用較低的(de)加工(gong)速(su)度(du)(du),圖4-21顯示出(chu)加工(gong)速(su)度(du)(du)和厚(hou)度(du)(du)之間的(de)關系(xi)。因此(ci),在成(cheng)型(xing)工(gong)具的(de)作用下(xia),將會(hui)引起成(cheng)型(xing)金屬的(de)表(biao)面嚴重磨(mo)損,同時也會(hui)產生(sheng)較大加工(gong)硬(ying)化。
雖然0.127mm的薄料(liao)到6.35mm的厚(hou)料(liao)都可以(yi)采用人工旋(xuan)壓方法成型,但是一般情況下(xia),人工旋(xuan)壓成型時(shi)不銹鋼原料(liao)的厚(hou)度在0.305~3.175mm之間。此時(shi)角部倒圓至少應(ying)為被加工金屬厚(hou)度的5倍。由(you)于彈性回彈和熱脹冷縮的影響,芯模尺寸(cun)和要(yao)求的形(xing)狀尺寸(cun)必須預留一定的加工余(yu)量。