不锈钢薄板拉深时出现的问题及对策

1、不锈钢薄板拉深时由现的问题及对策针对不锈钢薄板拉深特性，提出了选择模具材料、模具制造、工艺 润滑方面的注意点，以确保产品质量和模具寿命。关键词：不锈钢；拉深；粘结瘤0引言不锈钢产品以其精美的外表、优良的抗腐蚀性、抗高温氧化性及高低温强度而颇得人们的 青睐，愈来愈广泛地用于装饰、轻工、民用五金、厨房设备及用具等行业。由于这类产品外观质量要求较高，在产品的整个加工过程中，要保证高光亮度的产品表面不划伤和擦伤难度确实 很大，特别是由于不锈钢薄板拉深特性所带来的模具选材、热处理、加工及工艺润滑等问题直接影响到产品质金、产量、成本及模具寿命。1不锈钢薄板拉深特点及粘结瘤由于不锈钢的屈服点高，硬度高，冷作

2、硬化效应显著，不锈钢薄板进行拉深时其特点如下:1）因导热性比普通低碳钢差，导致所需变形力大；2）不锈钢薄板拉深时，塑性变形剧烈硬化，薄板拉深时容易起皱，满要较大的压边力；3）板料在拉深凹模圆角处的弯曲和反向弯曲所引起的回弹，通常会在产品侧壁形成凹陷变 形使得尺寸精度和形状要求较高的产品需要增加 整形工序来达到。4）不锈钢薄板拉深过程中容易出现粘结瘤现象。图1所示，从微观角度看，板料与模具表面都是凹凸不平的粗键面，由于拉深过程中压边力较大，载荷由局部凸起部位承受单位 压力很大；又因板料与模具间产生相对 运动以及板料的 塑性变形产生热能，使得润滑膜粘度下降，强度降低；板料上凸起部位在高压、瞬时高温

3、、受 运动剪切作用下，润滑膜破裂，板料与模具直接接触，板料凸起部位被模具凸起部位刮下成为 碎片堆人模具凸起部位前方，如温度足够高，使得碎片软化、熔化、枯焊在模具上，形成粘结 瘤。粘结瘤一且形成就很难脱落，且越粘越大，从而导致不锈钢板料拉深产品表面留下严重划 痕。另外，拉深速度、板料变形童大小等也对粘结瘤形成起着重要作用。如何避免拉深模粘结瘤的形成，提高拉深件的表面质量是不锈钢薄板拉深中的技术难题所在。2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

4、的形成及减少。2.1 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，具相互吸引、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；采用碳化鸨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

5、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、高铭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

6、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。止匕外，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。2.2 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=系偷谋碧娟植诙瓢梢云鸭郊跄吞峋昉拐澈闲缘淖饕靡蛇恕 车Tt肖 辛四八骷庸岁蝇 匾 领窍庸岁奂！ 6 谀咧固燔型签恿搜心犬团坠簧颉S Q弥赋觥T谡 瞿既庸寸 讨校 啄入困牌坑小既 种 唬 蛋恍夕食植 返耐簧壑柿吭净荒蟾潭壬先【触谀叩呐啄际酢D 弑碧娟植诙冉档停叩男弈问 嘤跪促 吟褂檬倜 嘤氐玫教峋摺？BR如果模具表面抛磨不够，加之

7、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、挤压琦磨等新工艺、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的基础上降低至IJ Ra0.4-RaO.2L同时通过电化学抛光还可提高表面硬 度

8、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。2.3 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

9、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。据资料介绍板料经盐浴处理可在表面获得一层金属软模 （如铜、锌、铅等），拉深成形过程中 不会出