不锈钢薄板拉深特点及粘结瘤解决措施
不锈钢薄板拉深成形过程中出现粘结瘤的问题一直困扰着生产现场,给生产者带来很大的麻烦,然而由于粘结瘤形成涉及到摩擦学等问题,影响因素较多。目前,我们只能从不同角度提出措施来防止粘结瘤的形成及减少。
(1)模具工作部分材料选择及热处理
针对粘结瘤问题,选择模具材料应根据不锈钢板料与模具材料的亲合关系注意两点:选择一是抗粘合性强,二是耐磨减摩的模具材料。一般来讲,金属晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性能相通的金属,其相互吸引、溶解能力强,易粘附在一起,结果摩擦系数变大。Cr、Ni与Fe的互溶性大,因此用钢模拉深时,更易发生粘结瘤现象。实践证明:选用铸铝青铜、硬铝青铜防粘效果较好;采用碳化钨钢结硬质合金制造凹模比用Cr12Mov软氮化制造凹模寿命提高数倍,且不粘模;如果采用代号3054合金铸铁,只需在模具表面进行火焰淬火,模具表面不会出现粘结瘤。另外在模具易损部位可采用硬质合金镶块,它具有优良的抗压性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸情度控制。但由于价格问题,生产中用得较少。
受工厂选材限制,如果一般高碳、高铬工具钢用作不锈钢薄板拉深模,热处理硬度应达到60HRC以上,表面可进行软氮化处理。如为提高模具耐磨性而再提高硬度对于不锈钢拉深中的粘结现象并不会带来改善。关键是应该在热处理中尽可能去除残余奥氏体,如Cr12一类高硬度材料采用普通的悴火工艺,即使达到HRC62-64的极限硬度范围,组织中仍残存相当数量的奥氏体。奥氏体既是模具中的软点,与马氏体相比又与润滑剂中活性剂的亲和力较弱,不易建立起润滑油膜。因此这类材料的热处理在悴火冷却后可采用低温处理的办法,使残余奥氏体转变为马氏体从而改善基体的抗粘合性。此外,还应对不锈钢拉深模进行表面处理以提高模具的耐磨性、抗粘合性。对于合金铸铁或有色合金材料制作的模具采取渗氮等表面强化工艺,使用效果较好。
(2)模具工作部分的表面加工
不锈钢拉深模表面质量要求很摺=系偷谋砻娲植诙瓤梢云鸬郊跄吞岣呖拐澈闲缘淖饔靡虼恕@钅T诮辛四ハ骷庸ず螅匾氖窍庸ず奂!6谀>咧圃熘型鍪恿搜心ズ团坠夤ば颉SΩ弥赋觥T谡瞿>呒庸す讨校啄スぷ髁坑φ既种唬虿恍飧植返耐夤壑柿吭诤艽蟪潭壬先【鲇谀>叩呐啄ゼ际酢D>弑砻娲植诙冉档停>叩男弈ゴ问嘤跎伲>呤褂檬倜嘤Φ氐玫教岣摺?BR>
如果模具表面抛磨不够,加之不锈钢薄板拉深易引起粘结瘤的特性,因而拉深出来的产品划痕严重。而产品上的这此划痕用抛光处理来解决既费时又达不到效果。因此,我们应该在模具抛磨工序上下大的功夫,只有模具表面加工精度提高才能减少产品的划痕,模具的修模寿命才能得到大幅度提高。近年来,国内出现了各种抛光新技术和抛光工具,开发了超声波、电解抛光、磨料喷射、挤压珩磨等新工艺、新设备。据资料介绍,对CrWMo,3Cr12W8V,Cr12三种材料模具进行电化学抛光试验研究,证明这种抛光仅用5-10分钟就能使模具型腔表面粗糙度从原来的Ra3.2-Ra1.6的基础上降低到Ra0.4-RaO.2。同时通过电化学抛光还可提高表面硬度以提高耐磨性。又如,超声波抛光机可用于经软氮化处理的型腔的细抛光,它可以避免手工抛光易破坏氮化膜的缺点。对于新的抛光技术我们应该积极去运用和总结。
(3)工艺润滑
由不锈钢拉深特性可知,形成粘结瘤是因为板料与模具发生了直接接触,这是一个理论上不争的事实,因此选择润滑剂或涂覆剂的首要点就是在板料拉深成形过程中润滑膜自始至终不发生破裂并且起润滑作用。“防粘降摩”是选择润滑剂的基本出发点。
一般在润滑剂中加一定比例的极压添加剂或采用固体润滑剂均可取得较好效果。这主要是提高润滑剂对金属表面的润滑能力,用以产生含硫、磷、氯的化合物在高温下与金属表面起化学反应,生成硫化铁、氯化铁等来加强油膜强度和增强吸附能力,较好地润滑模具与产品表面。固体润滑剂则是填充到金属表面的小坑内,使干磨擦接触点减少到最少,另外固体润滑剂有很高的稳定性,在高温下也能起到润滑作用,不易发生模具粘结。通常在生产中根据产品变形程度和实际情况选择和配方(有关冲压手册上可查到配方)。
另外,由脂肪、矿物油、合成油脂、润滑脂、皂液也可组成润滑剂,且对不锈钢浅拉深效果较好。含有水溶乳浊液,或者用油稀释的有机矿物油也可用于浅拉延。在润滑剂中加入石墨能起到抗粘合的作用但石墨加人后的清洗较困难。如选用代号3054合金铸铁制作模具,那么选用一般润滑剂效果都较好。