不銹鋼拉深過程中常見問題分析:

1,、開裂形成的原因

奧氏體不銹鋼的冷作硬化指數(shù)高(不銹鋼為0.34),。奧氏體不銹鋼為亞穩(wěn)定型，在變形時(shí)會發(fā)生相變,，誘發(fā)馬氏體相,。馬氏體相較脆，因此容易發(fā)生開裂,。在塑性變形時(shí),，隨著變形量的增大，誘發(fā)的馬氏體含量也將隨著變形量的增大而增高,，殘余應(yīng)力也越大.殘余應(yīng)力與馬氏體含量的關(guān)系:誘發(fā)的馬氏體相含量越高,，引起的殘余應(yīng)力也越大，在加工過程中也就越易開裂,。

2,、表面劃痕形成的原因
　　不銹鋼拉深件表面出現(xiàn)劃痕主要是由于工件和模具表面存在相對移動,，在一定壓力的作用下,，致使坯料與模具局部表面直接產(chǎn)生摩擦，加之坯料的變形熱使坯料及金屬屑熔敷在模具表面上,，使工件表面擦傷產(chǎn)生劃痕,。

不銹鋼常見成形缺陷的預(yù)防措施:

1、選擇合適的不銹鋼材質(zhì):在奧氏體不銹鋼中常用材料是1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti,。在拉深過程中1Cr18Ni9Ti比0Cr18Ni9Ti穩(wěn)定,，抗開裂性好。因此應(yīng)盡可能選擇1Cr18Ni9Ti材料,。

2,、合理選擇模具材料不銹鋼在深拉深過程中硬化顯著，產(chǎn)生許多硬金屬點(diǎn),，造成粘附,，使工件和模具表面容易劃傷、磨損,，因此不能采用一般模具用工具鋼,。實(shí)踐證明：選擇銅基合金模具能消除不銹鋼件表面劃痕、劃傷，降低破損率,。另一種材料為高鋁銅基合金模具材料(含鋁13Wt%～16Wt%),，這種材料與SUS304不銹鋼互溶性小，拉深件和模具之間不粘著,，拉深件表面不易產(chǎn)生劃痕劃傷,，產(chǎn)品拋光成本低，在不銹鋼拉深成形領(lǐng)域已經(jīng)獲得成功應(yīng)用,。但是由于這種模具硬度偏低(40HRC～45HRC),，常用于生產(chǎn)相對厚度t/D較小的產(chǎn)品。一般拉深1500件～2000件以后在凹模表面容易產(chǎn)生始于圓角R處呈放射狀拉深棱,。氮化硅陶瓷(Si3N4)已成為重要的工程材料,，尤其是反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷，具有良好的高低溫力學(xué)性能,、耐熱沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性,，而且可以非常方便地制成形狀復(fù)雜的零件?？衫锰沾刹牧系母哂捕?、高耐磨性以及高化學(xué)穩(wěn)定性，用反應(yīng)燒結(jié)氮化硅材料模具代替金屬模具拉深SUS304不銹鋼,。

3,、選擇合理的凸、凹模圓角凹模圓角與應(yīng)力大小和分布有很大的關(guān)系,。圓角半徑大,，壓邊圈壓料面積不足，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺,；而如果圓角太小,，材料在變形過程中進(jìn)入凹模的阻力就會增加，材料不易向內(nèi)流動和轉(zhuǎn)移,，從而增加了傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力,，可能導(dǎo)致拉裂。因此,，選擇合理的凸,、凹模圓角半徑是至關(guān)重要的。凸模相對圓角半徑rp/t約等于4時(shí),，最有利于防止開裂,。凹模和凸模相對圓角半徑增加，其極變形程度會增加,，凹模相對圓角半徑取5mm～8mm時(shí)有利于防止開裂,。

4,、采用帶變薄的拉深以前的探討者通過試驗(yàn)也證明了采用帶變薄的拉深可大幅度降低拉深件的切向殘余應(yīng)力最大值，可有效地防止縱向開裂發(fā)生,。根據(jù)不同的變形程度和原始板料厚度,，選擇適當(dāng)?shù)淖儽∠禂?shù)Ψn(一般為0.9t～0.95t)，如果Ψn取值過小會使變形應(yīng)力急劇增加,，從而導(dǎo)致拉深件底部破裂,。

5、在拉深工藝中加入中間退火工序在多次拉深后應(yīng)進(jìn)行一次中間退火工序,，可以徹底消除殘余應(yīng)力,，并恢復(fù)奧氏體不銹鋼的組織。對于高硬度的不銹鋼,，一般在1～2次拉深工序后,，需要進(jìn)行中間退火。如1Crl8Ni9Ti,，通常加熱溫度為1150℃～1170℃,，加熱時(shí)間為30min，并在氣流中或水中冷卻,。并且,，無論是工序間熱處理，還是最后成品熱處理,，應(yīng)盡可能在拉深后立即進(jìn)行,，以免由于長期存放，工件由于內(nèi)應(yīng)力作用產(chǎn)生變形或龜裂,。但退火以及退火后的的清洗會導(dǎo)致生產(chǎn)周期的增加,，且影響表面品質(zhì)。

6,、采用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┎捎眠m當(dāng)?shù)臐櫥瑒Σ讳P鋼的拉深有明顯的效果,。潤滑劑能夠在凸,、凹模之間形成一層有一定韌性和延伸率的薄膜,，因而有利于不銹鋼的拉深成形。對于拉深變形程度大,、成形困難的不銹鋼拉深件,，在實(shí)際生產(chǎn)中可以使用聚氟乙烯薄膜來充當(dāng)潤滑劑。聚氟乙烯薄膜具有極好的抗撕裂強(qiáng)度,、一定的韌性和延伸率且容易清洗,。涂復(fù)干膜后，在拉深過程中干膜能隨坯料一起變形,，可以始終將坯料與模具隔開,，加之薄膜本身具有一定孔隙度和大量纖維裂紋，故也可存放一定的潤滑油，所以該薄膜相當(dāng)于一層干膜潤滑劑,。這種潤滑方式可以有效地將變形不銹鋼板與模具表面隔離開,，潤滑效果良好，有利于提高模具使用壽命和產(chǎn)品的合格率,。

7,、其他預(yù)防措施%

在不銹鋼的拉深中還可以采取下列預(yù)防措施：

(1)由于白口鑄鐵的存油性能好，容易形成潤滑油膜,，壓邊圈的材料可以使用白口鑄鐵,；

(2)采用錐形壓邊圈；

(3)邊緣加工光滑,，不能有微裂缺口,。汽車消聲器殼體拉深缺陷解決方案某公司為“福特”汽車公司生產(chǎn)的汽車消聲器外殼(材料為不銹鋼)，在預(yù)拉深工序和拉深成形工序中均出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,。工廠在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),，拉深開裂出現(xiàn)幾率在5%～8%左右。為此他們在預(yù)拉深工序和成形拉深工序之間增加了退火和酸洗處理,，但其效果不明顯,。

1、零件開裂原因分析由于該工件的拉深深度大(預(yù)拉深時(shí)拉深深度為94mm～95mm),、頭部截面又較小,、壁薄等原因，使零件拉深成形困難,。該工件的開裂部位出現(xiàn)在凸模的圓角和凹模的圓角處,。經(jīng)分析，認(rèn)為引起工件拉深開裂的原因有：　　(1)在凸模圓角處(該處變薄最厲害)產(chǎn)生開裂的原因是拉應(yīng)力超過了材料的強(qiáng)度極限而引起的,；(2)凸緣面積不合理,，導(dǎo)致材料變形阻力增大，容易形成開裂,；(3)如前所述凹模的圓角半徑與應(yīng)力的分布有很大的關(guān)系,，該零件由于其凹模圓角小，增大了材料變形時(shí)的阻力和傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力,，導(dǎo)致變形區(qū)應(yīng)力過大,，從而引起零件在凹模圓角處開裂；(4)只采取了常規(guī)的潤滑措施,，材料在變形時(shí)同凹模表面產(chǎn)生摩擦也增大了變形阻力,，相應(yīng)地也增大了最大拉應(yīng)力，阻礙了材料在變形時(shí)的流動,。

2,、采取的改進(jìn)措施根據(jù)上述開裂形成原因的分析,，采用以下改進(jìn)措施，使得該零件在拉深時(shí)開裂的比率大幅下降,。

(1)在凹模表面涂干膜潤滑劑(主要成份為：硝化棉,，油性醇酸樹脂和增塑劑，極壓劑等添加劑),，以減小材料在變形過程中與模具表面的摩擦阻力,，使材料更容易由變形區(qū)向傳力區(qū)流動。干膜潤滑劑的干膜能將模具與坯料隔開,，防止零件表面劃傷和模具粘結(jié),，從而可以提高零件表面質(zhì)量和成品率，同時(shí)干膜本身也具有一定的韌性,，有利于材料的拉深成形,；

(2)優(yōu)化凸緣直徑，降低最大拉應(yīng)力,，減小變形阻力,。增大了第一次拉深的模具橫向尺寸，并且加大了第一次拉深的凹模圓角,；

(3)經(jīng)過綜合分析后,，決定在預(yù)拉深工序結(jié)束后增加一道切邊工序，盡量切除多余材料,，減小材料成形阻力,，有效的防止材料在進(jìn)一步變形過程中產(chǎn)生開裂；

(4)合并了原工序中的最終兩道工序(即成形拉深,、翻邊工序),，將其整合成一道工序(成形和翻邊)，使該零件的加工步驟沒有增加,，從而也就有效的控制了加工成本,。通過上述一系列的改進(jìn)措施，很好的解決了該零件在預(yù)拉深和最終拉深過程中出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象,。結(jié)論,，雖然不銹鋼在拉深時(shí)常出現(xiàn)開裂、起皺和表面劃傷等缺陷,，但通過選擇成形性能好的不銹鋼材料,、合理的凸,、凹模圓角,、增加適當(dāng)熱處理工序和在凹模表面涂潤滑劑等合理的預(yù)防措施，就可以提高不銹鋼拉深成形的成功率,，拉深出高質(zhì)量不銹鋼產(chǎn)品,。