【冷成型高強(qiáng)鋼】冷沖壓的高強(qiáng)鋼的冷沖壓

時(shí)間：2021-09-15作者：上海萬昌汽車零部件有限公司瀏覽：384

由于汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車輕量化以及高強(qiáng)鋼的應(yīng)用成為了重要發(fā)展方向。但受高強(qiáng)鋼板材強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中*產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，目前**上逐漸研究**高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，目前該技術(shù)被國外廠商壟斷，國內(nèi)發(fā)展緩慢。 根據(jù)美國鋼鐵學(xué)院能量部的研究，即使高強(qiáng)度鋼降低部分?jǐn)?shù)值其拉伸還是要比傳統(tǒng)的冷板困難得多。高強(qiáng)鋼的延展率只有普通鋼材的一半。同時(shí)，當(dāng)材料被沖壓成形時(shí)，會變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強(qiáng)度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強(qiáng)度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會變得完全不同，完全不像沖壓加工開始之前。這些鋼材在受力后，屈服強(qiáng)度增加很多。材料較高的屈服應(yīng)力加上加工硬化，等于流動應(yīng)力的大大增加。因此，開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強(qiáng)鋼成型過程中的問題焦點(diǎn)。
基于高強(qiáng)鋼的特點(diǎn)和特性，如果不能改變金屬流動和減少摩擦，那么高強(qiáng)度鋼（HSS）的開裂和質(zhì)地不均性都可能引起部件報(bào)廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測量屈變力的單位）、增強(qiáng)的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運(yùn)行對于模具來說都是一個(gè)挑戰(zhàn)。 潤滑影響成型性這是不爭的事實(shí)。因此，高性能潤滑劑可提供一種高性能的膜以保護(hù)金屬免于斷裂、壓裂或被焊接到模具上。好的潤滑劑還能夠減少摩擦熱量，使金屬流動不間斷并能控制起皺或斷裂。針對這一問題，美國IRMCO公司作為世界**從事潤滑研究制造的專業(yè)公司，自三十年前就已成功研發(fā)的新型水基潤滑技術(shù)解決了高強(qiáng)鋼的成型問題。下面，結(jié)合多年來的研究和使用從潤滑角度并結(jié)合該潤滑技術(shù)的特點(diǎn)談一下看法和意見。如下：
其一，嚴(yán)酷條件下的潤滑**。
1、由于高強(qiáng)鋼的屈服力大，要屈服它比一般板材需要多的能量，這種能量除了變形以外，很大程度上是板材與模具間推撞（摩擦）。因此，隨著金屬在沖壓模具中變形溫度會不斷升高，油基潤滑油都會變薄，有些情況下會達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著（冒煙），潤滑失效。而IRMCO高分子聚合物較溫潤滑劑中含有抗較壓物并具有“熱尋性”而且會粘到金屬上，隨著溫度的升高在模具和板材表面形成一個(gè)堅(jiān)韌的保護(hù)屏障，從而降低摩擦和溫度，以幫助工件好的延展，以此來控制摩擦和金屬流動；同時(shí)保護(hù)金屬不會過熱，發(fā)黑而拉裂和粘接。
同時(shí)，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)中的問題，我們在實(shí)驗(yàn)室里復(fù)制現(xiàn)場試驗(yàn)的結(jié)果。不同配方的油基和常規(guī)（肥皂）為基礎(chǔ)的合成潤滑劑，在高強(qiáng)鋼上不能正常工作。廢品率和模具磨損（擦傷）失控。
雙相鋼DP600-UHSS**高強(qiáng)鋼試驗(yàn)報(bào)告
美國綠葉技術(shù)實(shí)驗(yàn)室對IRMCO產(chǎn)品和汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油以及合成潤滑劑，在美國DP780**高強(qiáng)度鋼上進(jìn)行了成型對比實(shí)驗(yàn)。采用了俄亥俄州立大學(xué)的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型測試法。這種方法被證實(shí)用于測試實(shí)際結(jié)果非常準(zhǔn)確。IRMCO達(dá)到的數(shù)值是145 比汽車行業(yè)通過認(rèn)證的拉伸油的115和合成潤滑劑的110 **過了25%。數(shù)值越大說明成型能力越好。
2、由于沖壓過程中會產(chǎn)生溫度，同時(shí)由于油的熱容量比較大，熱擴(kuò)散比較差。而IRMCO水基潤滑劑因溫度產(chǎn)生形成水蒸氣帶走熱量，不但有效的降低了溫度，保護(hù)了模具，而且因溫度所產(chǎn)生的微焊接磨損將得到有效的控制。同時(shí)還可以提高沖次。
其二、工具涂層的性能與潤滑劑質(zhì)量緊密聯(lián)系。
傳統(tǒng)的物理氣相沉淀（PVD）和化學(xué)氣相沉淀涂層（CVD）外部需要潤滑發(fā)揮較大性能。IRMCO指出：“熱擴(kuò)散工藝可以減少摩擦磨損的問題。通過熱擴(kuò)散所產(chǎn)生的碳化釩可以形成耐久性、堅(jiān)硬的表面，在苛刻的成形和沖壓模面時(shí)，會較大的提高工具的使用壽命。如果使用的潤滑劑無法承受高溫、磨損和高強(qiáng)鋼的加工硬化性，**會大幅降低。因此，使用可滿足高強(qiáng)鋼需求的潤滑劑，是達(dá)到涂層使用壽命較大化的關(guān)鍵?！?br>根據(jù)IRMCO技術(shù)的行及多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，高強(qiáng)鋼沖壓模具*花費(fèi)高昂的涂層費(fèi)用，就可以滿足生產(chǎn)需要，并可以延長模具壽命。從（右圖7）可以看出IRMCO潤滑技術(shù)對模具的保護(hù)作用。沖壓三千個(gè)工件后，工件表面質(zhì)量及模具表面得到明顯的改觀（表面劃痕明顯減少）。
其三、高性能潤滑可以使工件質(zhì)量加穩(wěn)定。
模具間隙及模具的幾何設(shè)計(jì)等是實(shí)現(xiàn)工件尺寸精度的重要內(nèi)容。因此，這直接關(guān)系到對金屬材料和潤滑劑技術(shù)要求。如果間隙越小、越緊摩擦力越大，對潤滑劑的要求也越高，但工件的成型精度也相對越高。由于IRMCO可以較好的控制摩擦和金屬流動，所以可以保證工件質(zhì)量加穩(wěn)定。 某大型底盤件企業(yè)生產(chǎn)的控制臂（NMS搖臂），板材材質(zhì)FB780，板材厚度4mm，七工位級進(jìn)沖壓模具，采用IRMCO測試在保證工件質(zhì)量的同時(shí)，同等環(huán)境條件下與油基潤滑劑比較，模具工作溫度下降10-20℃。在此，需要重點(diǎn)說明的是溫度降低意味著摩擦力的減小，這不僅可以保護(hù)模具，而且可以提高沖次。
上海萬昌汽車零部件有限公司專注于高強(qiáng)鋼板,工程機(jī)械用鋼,建筑結(jié)構(gòu)用鋼,冷成型高強(qiáng)鋼,冷成型用鋼,汽車結(jié)構(gòu)鋼等

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