《冲压材料知识》ppt课件

1、常用冲压资料引见常用冲压资料引见 前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章冲压资料是影响零件质量和模具寿命的重要要素。目前,可冲压的资料不仅是低碳钢，而且还有不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等。普通以含碳量0.25%及抗拉强度小于650N/mm的资料为主。例如冷轧钢 SPCC (JIS) 或1010 (SAE)。对金属资料的冲压性能要求：1具有良好的机械性能及较大的变形才干。 金属资料的机械性能是指抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度塑性应 变比。2具有理想的金相组织构造 金相组织是资料的微观质量特征。它的主要标志是: 渗碳体或碳化物的球化程度。 第一节第一节 冲压资料的性

2、能要求冲压资料的性能要求第二节第二节 冲压资料的特性与成形性冲压资料的特性与成形性: :1.1.1.1.冲压资料性能参考值见下冲压资料性能参考值见下表：表： 前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章1.2 1.2 冲压资料特征参数：冲压资料特征参数： 屈服强度、抗拉强度和屈强比屈服强度、抗拉强度和屈强比抗拉强度是计算冲压加工力的根本要素。所谓抗拉强度是实践拉伸实验过程中之最大荷重值除以实抗拉强度是计算冲压加工力的根本要素。所谓抗拉强度是实践拉伸实验过程中之最大荷重值除以实验片开场时的断面积。即：验片开场时的断面积。即： b = PMAX / A (kg/mm2 ) b

3、 = PMAX / A (kg/mm2 ) 当屈服强度和抗拉强度高时，冲压成形力大，成形的难度加大,而且还会降低模具的寿命。假设屈服强度高，在冲压成形终了后，冲压件由模具内脱离并卸载时，弹性恢复的变形也大，影响冲压件的尺寸精度。普通的计算中,冲压资料的剪切应力 = 0.8 * 抗拉强度b注：1 Pa = 1 N/m2 = 1x10-6 N/mm2 = 1.01972x10-7 Kg/mm2延伸率延伸率在资料拉伸实验中在资料拉伸实验中, ,试样拉断后试样拉断后, ,由于保管了塑性变形由于保管了塑性变形, ,试样长度由原来的试样长度由原来的L L变成了变成了L1,L1,用百分比表示用百分比表示的比

4、值的比值 =L1-L/ L 就称为延伸率。均匀延伸率U是在单向拉伸过程中出现部分缩颈时，也就是发生拉伸过程失稳定时的延伸率。假设板材的延伸率大，对一切的伸长类冲压成形都是有利的。当延伸率大时，胀形、翻边的成形极限也大。因此，大多数的优质冲压钢都具有较高的均匀延伸率。 前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章加工硬化值加工硬化值(n)(n)不锈钢板的引伸成形要分几次加工才干到达产品外形，在引伸加工过程中会使资料产生硬化景不锈钢板的引伸成形要分几次加工才干到达产品外形，在引伸加工过程中会使资料产生硬化景象，这种景象普通称为加工硬化。加工硬化之生成缘由为资料接受一塑性变形后

5、，在于同方向施加象，这种景象普通称为加工硬化。加工硬化之生成缘由为资料接受一塑性变形后，在于同方向施加负荷力将使其降伏点上升，从而添加必要的变形抵抗以对抗塑性变形之再产生。降伏点是超越弹性负荷力将使其降伏点上升，从而添加必要的变形抵抗以对抗塑性变形之再产生。降伏点是超越弹性变形区域而产生永久变形的初始点，由拉伸实验知，是荷重不添加而伸展行为仍进展的点。变形区域而产生永久变形的初始点，由拉伸实验知，是荷重不添加而伸展行为仍进展的点。加工硬化系数之高低意味著什么景象呢？加工硬化系数之高低意味著什么景象呢？n n值高的资料会发生以下的行为值高的资料会发生以下的行为: :(1) (1) 继续进展加工会

6、呵斥资料硬化、伸长量减少而使加工不易。继续进展加工会呵斥资料硬化、伸长量减少而使加工不易。(2) (2) 继续进展加工将会抑制部分变形，得到一致的变形。继续进展加工将会抑制部分变形，得到一致的变形。n n值低的资料会发生以下的行为值低的资料会发生以下的行为: :继续进展加工会引起部分的变形，弱的部份甚至破断。继续进展加工会引起部分的变形，弱的部份甚至破断。因此，伸长类成形要求板材具有较大的因此，伸长类成形要求板材具有较大的n n值。值。塑性应变比塑性应变比r r它是表示板材各向异性性能的参数。由于板材在制造过程中要阅历轧制与退火等工艺，结果使它是表示板材各向异性性能的参数。由于板材在制造过程中

7、要阅历轧制与退火等工艺，结果使板材构成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板材的性能板材构成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板材的性能有一定的差别。在消费中用有一定的差别。在消费中用r r值来表示板材的各向异性，其值等于对数应变表示的宽度应变值来表示板材的各向异性，其值等于对数应变表示的宽度应变b b与厚与厚度方向应变度方向应变t t之比，即之比，即: r=: r=b/b/t=ln(b/b0)/ln(t/t0) t=ln(b/b0)/ln(t/t0) r r值主要影响拉深性能，板材的值主要影响拉深性能，板材的r r值大，它的拉

8、深性能也好。值大，它的拉深性能也好。 前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章硬度硬度(Hardness)普通说来，硬度越低，塑性越好。但是，资料的硬度偏高，假设碳化物球化率在普通说来，硬度越低，塑性越好。但是，资料的硬度偏高，假设碳化物球化率在90%以上，以上，也能得到良好的冲裁面。反之，资料的硬度偏低，但球化不充分，也会使冲裁面撕裂。因此，硬也能得到良好的冲裁面。反之，资料的硬度偏低，但球化不充分，也会使冲裁面撕裂。因此，硬度是判别能否适宜剪切的宏观目的，而金属组织度是判别能否适宜剪切的宏观目的，而金属组织(碳化物的均匀性和球化程度碳化物的均匀性和球化程度)是判别

9、能否适宜冲裁是判别能否适宜冲裁的微观目的。的微观目的。球化度球化度(Spheroidizing)低碳钢的组织是以软的铁素体为基体与少量的珠光体组成。而珠光体是铁素体与渗碳体的细低碳钢的组织是以软的铁素体为基体与少量的珠光体组成。而珠光体是铁素体与渗碳体的细密的混合物，其中渗碳体含量占密的混合物，其中渗碳体含量占12%。铁素体具有很好的塑性，而渗碳体那么硬而脆。从同一含。铁素体具有很好的塑性，而渗碳体那么硬而脆。从同一含碳量的资料来看，经过随着碳化物的球化，可提高塑性而改善冲裁面的质量。碳量的资料来看，经过随着碳化物的球化，可提高塑性而改善冲裁面的质量。注：什么是球化退火注：什么是球化退火?目的

10、在于使网状二次渗碳体及珠光体中的层状渗碳体发生球化变成粒状的渗碳体，降低资料目的在于使网状二次渗碳体及珠光体中的层状渗碳体发生球化变成粒状的渗碳体，降低资料硬度，改善切削加工性，并为淬火作好预备。由于珠光体本身较硬，而且由于网状二次渗碳体的硬度，改善切削加工性，并为淬火作好预备。由于珠光体本身较硬，而且由于网状二次渗碳体的存在，更添加了钢的硬度和脆性。这不仅给切削加工带来困难，而且还会引起淬火时产生变形和存在，更添加了钢的硬度和脆性。这不仅给切削加工带来困难，而且还会引起淬火时产生变形和开裂。开裂。时效割裂时效割裂在对某些板材如不锈钢板与黄铜板等进展拉深成形时，由于拉深时构成的剩余应力的作在对

11、某些板材如不锈钢板与黄铜板等进展拉深成形时，由于拉深时构成的剩余应力的作用，在拉深后会在圆筒形件的侧壁产生纵向开裂景象。这种开裂景象能够在脱模后立刻产生，也用，在拉深后会在圆筒形件的侧壁产生纵向开裂景象。这种开裂景象能够在脱模后立刻产生，也能够在放置一段时间之后，或在冲压件运用过程当中发生，故称为时效割裂。能够在放置一段时间之后，或在冲压件运用过程当中发生，故称为时效割裂。前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章圆筒深引伸实验圆筒深引伸实验LDR值值圆筒深引伸实验法是评价金属薄板深引伸性实验法中最根本的方法之一。此实验之目的在于圆筒深引伸实验法是评价金属薄板深引伸性实

12、验法中最根本的方法之一。此实验之目的在于求得金属资料的引伸界限比求得金属资料的引伸界限比Limit Drawing Ratio,简称简称LDR，LDR值越大表示该资料具有越好值越大表示该资料具有越好的引伸性。的引伸性。LDRD/dp，其中：，其中：D表示胚料直径，表示胚料直径，dp表示冲头引伸制品直径。表示冲头引伸制品直径。LDR值与塑性值与塑性应变比应变比r值呈正向关系，即值呈正向关系，即r值大的资料其深引伸性也较佳。值大的资料其深引伸性也较佳。锥皿实验锥皿实验CCV值值锥皿实验法是评价金属薄板厚度锥皿实验法是评价金属薄板厚度0.51.6mm成形性实验法中最根本的方法之一。成形性实验法中最根

13、本的方法之一。CCV值值可作为深引伸与拉伸之复合成形性之评价实验，其与加工硬化值系及塑性应变比有亲密关系。可作为深引伸与拉伸之复合成形性之评价实验，其与加工硬化值系及塑性应变比有亲密关系。前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章第三节：常用钢材牌号引见第三节：常用钢材牌号引见前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章3.1日本钢材日本钢材JIS系列的牌号中普通构造钢主要由三部分组成：系列的牌号中普通构造钢主要由三部分组成：第一部分表示材质，如：第一部分表示材质，如：SSteel表示钢，表示钢，FFerrum表示铁；表示铁；第二部分表示不同的外形

14、、种类、用途，第二部分表示不同的外形、种类、用途， 如：如：P(Plate)表示板，表示板，TTube表示管，表示管，K(Kogu) 表示工具；表示工具；第三部分表示特征数字，普通为最低抗拉强度。第三部分表示特征数字，普通为最低抗拉强度。 如：如：SS400第一个第一个S表示钢表示钢(Steel)，第二个，第二个S表示表示“构造构造Structure，400为为下下 限抗拉强度限抗拉强度400MPa，整体表示抗拉强度为，整体表示抗拉强度为400 MPa的普通构造钢。的普通构造钢。 3.2SPHC首位首位S为钢为钢Steel的缩写，的缩写，P为板为板Plate的缩写，的缩写，H为热为热Heat的

15、缩写，的缩写，C商业商业Commercial的缩写，整体表示普通用热轧钢板及钢带。的缩写，整体表示普通用热轧钢板及钢带。3.3SPHD表示冲压用热轧钢板及钢带。表示冲压用热轧钢板及钢带。 3.4、SPHE表示深冲用热轧钢板及钢带。表示深冲用热轧钢板及钢带。 3.5、SPCC表示普通用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国表示普通用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中牌号。其中第三个字母第三个字母C为冷为冷Cold的缩写。需保证抗拉实验时，在牌号末尾加的缩写。需保证抗拉实验时，在牌号末尾加T为为SPCCT。 3.6、SPCD表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国表示冲压用冷

16、轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL13237优质碳优质碳素构造钢。素构造钢。 前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章3.7、SPCE表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08AL5213深冲钢。深冲钢。需保证非时效性时，在牌号末尾加需保证非时效性时，在牌号末尾加N为为SPCEN。 冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火形状为冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火形状为A，规范调质为，规范调质为S，1/8硬为硬为8，1/4硬为硬为4，1/2硬为硬为2，硬为，硬为1。 外表加工代号：无光泽精轧为外表加工代号：无光泽精轧为D，光亮

17、精轧为，光亮精轧为B。如。如SPCC-SD表示规范调质、无光泽精表示规范调质、无光泽精轧的普通用冷轧碳素薄板。再如轧的普通用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示规范调质、光亮加工，要求保证机械性能的表示规范调质、光亮加工，要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。冷轧碳素薄板。 3.8、JIS机械构造用钢牌号表示方法为：机械构造用钢牌号表示方法为： S+含碳量含碳量+字母代号字母代号C、CK，其中含碳量用中间值，其中含碳量用中间值100表示，字母表示，字母C：表示碳：表示碳 K：表示渗碳用钢。如碳结卷板表示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为其含碳量为0.18-0.23%。 第四节第四节 常用冲压资

18、料引见常用冲压资料引见4.14.1热轧钢热轧钢热轧钢是一种优质碳素构造钢，含碳量约热轧钢是一种优质碳素构造钢，含碳量约0.100.100.150.15，属于低碳，属于低碳钢。钢。冲压用的热轧钢有以下三种：冲压用的热轧钢有以下三种：(1) (1) 、SPHCSPHC是热轧钢的代表钢种。是热轧钢的代表钢种。(2) (2) 、SPHDSPHD与与SPHCSPHC相比，其拉伸性较佳。相比，其拉伸性较佳。(3) (3) 、SPHESPHE与与SPHCSPHC相比，其拉伸性更佳。相比，其拉伸性更佳。分类及性能引见：分类及性能引见：前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章4.24.

19、2冷轧钢冷轧钢冷轧钢亦是一种优质碳素构造钢，含碳量约冷轧钢亦是一种优质碳素构造钢，含碳量约0.080.080.120.12，属于，属于低碳钢。低碳钢。冲压用的冷轧钢有以下三种：冲压用的冷轧钢有以下三种：(1) (1) 、SPCCSPCC是冷轧钢的代表钢种。是冷轧钢的代表钢种。(2) (2) 、SPCDSPCD与与SPCCSPCC相比，其拉伸性较佳。相比，其拉伸性较佳。(3) (3) 、SPCESPCE与与SPCCSPCC相比，其拉伸性更佳。相比，其拉伸性更佳。分类及性能引见：分类及性能引见：前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章前往首页前往首页 上一页上一页上一章上

20、一章下一页下一页下一章下一章前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章4.34.3不锈钢不锈钢不锈钢是指含铬量到达不锈钢是指含铬量到达11%11%以上高合金钢，其主要的特征是耐腐蚀性及耐热性，具以上高合金钢，其主要的特征是耐腐蚀性及耐热性，具有不锈性与有不锈性与 外表光辉性。在冲压成形中运用的不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不外表光辉性。在冲压成形中运用的不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢以及马氏体不锈钢。锈钢以及马氏体不锈钢。铁素体不锈钢的冲压性能接近于冷轧钢板，在这种不锈钢板消费过程中也可利用铁素体不锈钢的冲压性能接近于冷轧钢板，在这种不锈钢板消费过程中也可利用热轧、冷

21、轧与退火的方法获得织构组织，使热轧、冷轧与退火的方法获得织构组织，使r r值到达值到达1.21.21.81.8左右，因此具有良好的左右，因此具有良好的拉深性能。但是它的硬化指数约为拉深性能。但是它的硬化指数约为0.20.2左右，伸长率约为左右，伸长率约为0.250.250.30.3左右，均小于奥氏左右，均小于奥氏体不锈钢，所以它的伸长类冲压成形性能较差。体不锈钢，所以它的伸长类冲压成形性能较差。不锈钢具有以下特性：不锈钢具有以下特性： (1) (1) 硬度及抗拉强度高于软钢板的硬度及抗拉强度高于软钢板的2 2倍倍 (2) (2) 热传导性不佳，热膨热传导性不佳，热膨胀系数大胀系数大 (3) (

22、3) 深引伸加工会产生时效割裂深引伸加工会产生时效割裂 (4) (4) 外表容易被模具外表容易被模具刮伤刮伤不锈钢牌号表示的含义：不锈钢牌号表示的含义：S U S S U S * * * *C S PC S P前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章钢钢steelsteel普通用普通用useuse不锈的不锈的stainlessstainless牌牌 号号弹簧弹簧springspring条、带条、带StripStrip冷的冷的coldcold分类及性能引见：前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章名称名称HRBHRBSUS 301LSUS 30

23、1L90SUS 301SUS 30190SUS 304SUS 30490SUS 304SSUS 304S90SUS 304M2SUS 304M286SUS 304LSUS 304L90SUS 305M1SUS 305M190SUS 302BSUS 302B95SUS 309SSUS 309S90ER-1ER-195SUS 310SSUS 310S90SUS 316SUS 31690SUS 316LSUS 316L90SUS 316J1SUS 316J190SUS 316J1LSUS 316J1L90SUS 317SUS 31790SUS 317LSUS 317L90SUS 321SUS 321

24、90SUS 347SUS 34790SCRSCR95拥有防止产生应力造成的微裂纹和裂纹扩散的性能水加热器在304中添加Ti，有极好的抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置在305中添加Ni，有极好的抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置通过在316中添加Mo来增强其抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置有很好的抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置通过在316中添加Cu来增强其抗硫酸腐蚀性化工、造纸、印染装置有很好的抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置有很高的抗氧化性，成形后有轻微的磁化化工、造纸设备,磁带录像机有很好的抗粒界腐蚀性化工、造纸、印染装置同SUS309S有同样的抗氧化性汽车尾气净化装置拥有很高的抗氧化性盛氮

25、气容器、燃烧腔部件比SUS304有更好的抗氧化性汽车尾气净化装置拥有很高的抗氧化性燃烧腔部件有很好的抗粒界腐蚀性炼油设备、造纸设备特别适于深拉深成形，成形后有轻微的磁化电视电子发射管、电子元件较软，适于深拉深Sundries适于深拉深和Stretch FormingSundries、门把手、保龄球经过表面处理可得到高强度钢板、弹簧，汽车部件典型奥氏体不锈钢Sundries、炊具、煤气罐特性特性应用范围应用范围经过表面处理可得到高强度，有很好的抗粒界腐蚀性火车车轮摇臂前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一

26、章4.4铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金依其制造方法可分为伸铜材展伸铜及铸造材两大类；铜及铜合金依其制造方法可分为伸铜材展伸铜及铸造材两大类； 铜及铜合金铜及铜合金之代表性特征如下之代表性特征如下:(1) 热传导性好，导电性佳；热传导性好，导电性佳； (2) 切削加工性好；切削加工性好； (3) 具有非磁性功能；具有非磁性功能；(4) 低温下不产生脆化景象；低温下不产生脆化景象； (5) 耐腐蚀；耐腐蚀； (6) 弹性好；弹性好； (7) 颜色美观，易镀锡；颜色美观，易镀锡；前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章分类及性能引见：前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章前往首页前往首页 上一页上一页上一章上一章下一页下一页下一章下一章4.54.5、铝及铝合金、铝及铝合金 铝及铝合金资料依其制呵斥形过程可分为伸展材及铸造材两大类。伸展资料又有铝及铝合金资料依其制呵斥形过程可分为伸展材及铸造材两大类。伸展资料又有热处置合金与非热处置合金之区别，主要在于控制资料强度的方法不同。非热处置热处置合金与非热处置合金之区别，主要在于控制资料强度的方法