沖壓材料

1、沖壓工藝用材料沖壓工藝用材料一、沖壓對板料的基本要求一、沖壓對板料的基本要求沖壓對板料的要求中，首先要滿足對產(chǎn)品的技術(shù)要求，如強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能指標(biāo)要求，還有一些物理化學(xué)等方面的特殊要求，如電磁性、防腐性等。其次還必須滿足沖壓工藝的要求，即應(yīng)具有良好的沖壓成形性能。為滿足上述兩方面的要求，沖壓工藝對板料的基本要求如下：（一）對力學(xué)性能的要求板料力學(xué)性能對沖壓成形性能有著密切的關(guān)系，力學(xué)性能的指標(biāo)很多，其中尤以伸長率（?）、屈強(qiáng)比（?s

2、?b）、彈性模數(shù)（E）、硬化指數(shù)（n）和厚向異性系數(shù)（r）影響較大。一般來說，伸長率大、屈強(qiáng)比小、彈性模數(shù)大、硬化指數(shù)高和厚向異性系數(shù)大有利于各種沖壓成形工序。（二）對化學(xué)成分的要求板材的化學(xué)成分對沖壓成形性能影響很大，如在鋼中的碳、硅、錳、磷、硫等元素的含量增加，就會使材料的塑性降低、脆性增加，導(dǎo)致材料沖壓成形性能變壞。一般低碳沸騰鋼容易產(chǎn)生時效現(xiàn)象，拉深成形時出現(xiàn)滑移線，這對汽車覆蓋件是不允許的。為了消除滑移線，可在拉深之前增加一道

3、輥壓工序，或采用加入鋁和釩等脫氧的鎮(zhèn)靜鋼，拉深時就不會出現(xiàn)時效現(xiàn)象。鋁鎮(zhèn)靜鋼08Al按其拉深質(zhì)量分為3級：ZF（最復(fù)雜）用于拉深最復(fù)雜零件，HF（很復(fù)雜）用于拉深很復(fù)雜零件，F(xiàn)（復(fù)雜）用于拉深復(fù)雜零件。其它深拉深薄鋼板按沖壓性能分：Z（最深拉深）、S（深拉深）、P（普通拉深）3級。（三）對金相組織的要求由于對產(chǎn)品的強(qiáng)度要求與對材料成形性能的要求，材料可處于退火狀態(tài)（或軟態(tài)）（M）也可處于淬火狀態(tài)（C）或硬態(tài)（Y）。使用時可根據(jù)產(chǎn)品對強(qiáng)度

4、要求及對材料成形性能的要求進(jìn)行選擇。有些鋼板對其晶粒大小也有一定的規(guī)定，晶粒大小合適、均勻的金相組織拉深性能好晶粒大小不均易引起裂紋，深拉深用冷軋薄鋼板的晶粒為6至8級。過大的晶粒在拉深時產(chǎn)生粗糙的表面。此外，在鋼板中的帶狀組織與游離碳化物和非金屬夾雜物，也會降低材料的沖壓成形性能。（四）對表面質(zhì)量的要求材料表面應(yīng)光滑，無氧化皮、裂紋、劃傷等缺陷。表面質(zhì)量高的材料，成形時不易破裂不易擦傷模具，零件表面質(zhì)量好。優(yōu)質(zhì)鋼板表面質(zhì)量分3組：I組

5、（高質(zhì)量表面），II組（較高質(zhì)量表面）、III組（一般質(zhì)量表面）。（五）對材料厚度公差的要求在一些成形工序中，凸、凹模之間的間隙是根據(jù)材料厚度來確定的，尤其在校正彎曲和整形工序中，板料厚度公差對零件的精度與模具壽命會有很大的影響。厚度公差分：A（高級）、B（較高級）、和C（普通級）3種。二、板料力學(xué)性能與沖壓成形性能的關(guān)系二、板料力學(xué)性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料對沖壓成形工藝的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能。板料在成形過程中可能出現(xiàn)兩種

6、失穩(wěn)現(xiàn)象一種稱為拉伸失穩(wěn)，即板料在拉應(yīng)力作用下局部出現(xiàn)縮頸或斷裂；另外一種稱為壓縮失穩(wěn)，即板料在壓應(yīng)力作用下出現(xiàn)起皺。板料在失穩(wěn)之前可以達(dá)到的最大變形程度叫做成形極限。成形極限分為總體成形極限和局部成形極限。總體成形極限反映板料失穩(wěn)前總體尺寸可以達(dá)到的最大變形程度，如極限拉深系數(shù)、極限脹形高度和極限翻孔系數(shù)等。這些極限系數(shù)形進(jìn)行到一定時刻，硬化與斷面減小對承載能力的影響，兩者恰好相等，此時最弱斷面的承載能力不再得到提高，于是變形開始集中

7、在這一局部區(qū)域進(jìn)行，不能轉(zhuǎn)移出去、發(fā)展成為縮頸，直至拉斷。可以看出，當(dāng)n值大時，材料加工硬化嚴(yán)重，硬化使材料強(qiáng)度的提高得到加強(qiáng)，于是增大了均勻變形的范圍。對伸長類變形如脹形，n值大的材料使變形均勻，變薄減小，厚度分布均勻，表面質(zhì)量好，增大了極限變形程度，零件不易產(chǎn)生裂紋。（五）厚向異性系數(shù)?由于板料軋制時出現(xiàn)的纖維組織等因素，板料的塑性會因方向不同而出現(xiàn)差異，這種現(xiàn)象稱塑性各向異性。厚向異性系數(shù)是指單向拉伸試樣寬度應(yīng)變和厚度應(yīng)變的比值即

8、：?=?b?t(11）式中?——厚向異性系數(shù)；?b、?t——寬度、厚度方向的應(yīng)變。厚向異性系數(shù)表示板料在厚度方向上的變形能力，?值越大，表示板料越不易在厚度方向上產(chǎn)生變形，即不易出現(xiàn)變薄或增厚?值對壓縮類變形的拉深影響較大，當(dāng)?值增大，板料易于在寬度方向變形，可減小起皺的可能性，而板料受拉處厚度不易變薄，又使拉深不易出現(xiàn)裂紋，因此?值大時，有助于提高拉深變形程度。板料在軋制時形成纖維組織，各向力學(xué)性能不均勻，所以?值在不同方位也不一樣。

9、因此常取板料方向（板料軋制方向）、橫向和45?方向的試件所得數(shù)據(jù)的平均值作為厚向異性指標(biāo)，用?表示：?=（?0?90＋2?45）４（12）式中?0、?90、?45——縱向試樣、橫向試樣、與軋制方向成45的試樣的厚向異性系數(shù)；（六）板平面各向異性指數(shù)??板料在不同方位上厚向異性指數(shù)不同，造成板平面內(nèi)各向異性。用??表示：??=（?0?902?45）2（13）??越大，表示板平面內(nèi)各向異性越嚴(yán)重，拉深時在零件端部出現(xiàn)不平整的凸耳現(xiàn)象，就是材

10、料的各向異性造成的，它既浪費(fèi)材料又要增加一道修邊工序。三、常用沖壓材料及其力學(xué)性能三、常用沖壓材料及其力學(xué)性能沖壓最常用的材料是金屬板料，有時也用非金屬板料，金屬板料分黑色金屬和有色金屬兩種。表14列出了部分常用金屬板料的力學(xué)性能。表14部分常用沖壓材料的力學(xué)性能材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度?Mpa抗拉強(qiáng)度?bMPa伸長率?10%屈服強(qiáng)度?sMPa電工用純鐵C0.025DT1、DT2、DT3已退火18023026—普通碳素鋼Q195未退