首先想了解不銹鋼沖壓、彎曲和連續沖裁加工工藝,必須要知道以下幾點:
a. 極限拉深比--拉深加工時,相對于容器直徑d可能拉深的最大原料板直徑為Dmax時,Dmax/d則稱為極限拉深比(LDR).
b. 平均r值--塑性為異向(xiang)性的材(cai)料(liao)深拉(la)(la)深成形特性評價的重要指標。鐵素體(ti)系列不銹鋼(gang)中,其(qi)平均r值越大,其(qi)極限拉(la)(la)深比就(jiu)越高。
c. 拉(la)深皺折-鐵素(su)體系列不銹鋼在(zai)沖床上(shang)進(jin)行深拉(la)深加工時,在(zai)其表(biao)面上(shang)容(rong)易(yi)產生(sheng)凹凸(tu)不平的(de)皺折。可認為是組合結構不同而引起的(de)塑性(xing)異(yi)向性(xing)。
d. 時效(xiao)性斷(duan)裂-奧氏(shi)體系(xi)列(lie)不銹鋼SUS304等準穩定型奧氏(shi)體系(xi)列(lie)不銹鋼,在加(jia)工后有發生時效(xiao)性裂紋(wen)的(de)(de)現象。它與晶界(jie)晶粒無關。一般認(ren)為是由于加(jia)工感(gan)應(ying)而引起的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體、氫和(he)殘(can)余(yu)應(ying)力所致。
1. 沖壓加工
沖(chong)(chong)壓(ya)加工(gong)(gong)行(xing)業(ye)是家庭式作坊工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)(de)(de)代表性(xing)產業(ye),多(duo)是從單獨一個一個地(di)加工(gong)(gong)西餐具、器皿(min)等(deng)所謂的(de)(de)(de)(de)“洋人筷子(zi)”等(deng)開始,發展到餐飲業(ye)的(de)(de)(de)(de)廚房用(yong)(yong)具以及廚房中所使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)水(shui)槽(cao)、洗滌(di)盆(pen)、深(shen)(shen)(shen)(shen)拉深(shen)(shen)(shen)(shen)加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)澡盆(pen)以及汽車、電(dian)機領(ling)域中的(de)(de)(de)(de)零部件等(deng)。主(zhu)要工(gong)(gong)藝方(fang)法是采用(yong)(yong)剪切、沖(chong)(chong)孔、拉深(shen)(shen)(shen)(shen)等(deng)進(jin)行(xing)連(lian)續加工(gong)(gong)。洋餐具、器皿(min)和鍋的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)壓(ya)加工(gong)(gong),基本上是屬于圓筒拉深(shen)(shen)(shen)(shen)制成。原材料板直(zhi)徑D對(dui)容(rong)器(產品(pin))直(zhi)徑d之比,D/d稱(cheng)為拉深(shen)(shen)(shen)(shen)比。以可(ke)(ke)能(neng)拉深(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)最大原材料板直(zhi)徑為Dmax時,則Dmax/d稱(cheng)為極限拉深(shen)(shen)(shen)(shen)比(LDR: Limiting Drawing Ratio)作為衡(heng)量加工(gong)(gong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)指(zhi)標。不銹鋼產品(pin)得(de)以大幅度的(de)(de)(de)(de)增加需求(qiu)與沖(chong)(chong)壓(ya)加工(gong)(gong)技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)發展有很大關系。不銹鋼產品(pin)生產廠家在深(shen)(shen)(shen)(shen)拉深(shen)(shen)(shen)(shen)加工(gong)(gong)等(deng)方(fang)面,由于塑性(xing)加工(gong)(gong)技術(shu)(shu)和材料技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)進(jin)展。使(shi)得(de)鐵素體(ti)系列不銹鋼高加工(gong)(gong)性(xing)鋼種,已經產品(pin)化了。可(ke)(ke)以選定平(ping)均r值在1.2~1.8,LDR為2.2~2.5的(de)(de)(de)(de)鋼種。
在不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制品的沖壓(ya)加工中,如果使(shi)用(yong)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)系列(lie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或(huo)鐵素(su)體(ti)(ti)系列(lie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的高加工性能鋼(gang)種時,可以(yi)進(jin)行(xing)一定程度的深拉深加工。奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)系列(lie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的代表型鋼(gang)種 SUS 304(18Cr -18Ni),因為它的LDR為2.5,可以(yi)進(jin)行(xing)相對較大的深拉深加工。
但由于加(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)傾向大而急劇地增加(jia)(jia)了(le)加(jia)(jia)工難度,有(you)時竟發(fa)生裂(lie)紋或斷裂(lie)。為此,沖壓廠家就在中間加(jia)(jia)上一(yi)道熱處理工序之后再(zai)進(jin)行深(shen)拉(la)深(shen)加(jia)(jia)工。還(huan)必須注意,奧(ao)氏(shi)體系列不銹鋼的奧(ao)氏(shi)體穩(wen)定度低的鋼種經過拉(la)深(shen)后,有(you)可能發(fa)生時效斷裂(lie)現象。

近年來,新潟縣燕市的沖壓(ya)加工(gong)廠和新鴻(hong)縣工(gong)業技術(shu)中心共(gong)同(tong)開發不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)沖壓(ya)技術(shu),實現了超(chao)深拉深加工(gong)。熱(re)沖壓(ya)技術(shu)就是將凹模或者凸模其中之一進行加熱(re),這樣不(bu)銹(xiu)鋼原(yuan)來的拉深程度就可以提高1.5~2.0倍。熱(re)沖壓(ya)加工(gong)設(she)備的工(gong)作原(yuan)理如圖6-9所示。其加工(gong)特(te)性如圖6-10所示。
2. 彎曲(qu)與連續沖裁
奧氏體系(xi)列(lie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼進(jin)行(xing)(xing)彎曲(qu)加(jia)(jia)工(gong)是(shi)(shi)件(jian)簡單之事,可(ke)以(yi)制(zhi)作角鋼、槽(cao)鋼等型(xing)材(cai)(cai)使(shi)用。鐵素(su)體系(xi)列(lie),馬氏體系(xi)列(lie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼作為(wei)型(xing)材(cai)(cai)加(jia)(jia)工(gong),一(yi)般情況下(xia)沒有(you)問(wen)(wen)題(ti),但當彎曲(qu)半(ban)徑R小的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候,在(zai)折彎處(chu)有(you)時(shi)會發生(sheng)斷裂(lie)。在(zai)JIS標準(zhun)(zhun)中(zhong),對(dui)鐵素(su)體、馬氏體系(xi)列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼彎曲(qu)試(shi)驗標準(zhun)(zhun)規定,彎曲(qu)半(ban)徑R為(wei)1.0t(t為(wei)板(ban)材(cai)(cai)厚(hou)度(du))不(bu)(bu)應發生(sheng)彎曲(qu)斷裂(lie)。還有(you),必須注意不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼彎曲(qu)加(jia)(jia)工(gong)回彈量(liang)大的(de)(de)(de)(de)(de)特點。落(luo)料(俗稱下(xia)料)或稱為(wei)沖裁加(jia)(jia)工(gong),大多數是(shi)(shi)采用沖床連(lian)續加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式,有(you)時(shi)在(zai)沖切斷面(mian)上,發生(sheng)塌邊現象(即沖切面(mian)與基準(zhun)(zhun)平面(mian)不(bu)(bu)垂直)。精(jing)密(mi)落(luo)料是(shi)(shi)從變壓器(qi)等使(shi)用疊層的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)磁鋼板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)技術(shu)開展起來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu),對(dui)粒子(zi)(zi)加(jia)(jia)速器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)套環(collar)或電(dian)子(zi)(zi)零部件(jian)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)線框(lead frame)等等,從較厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)材(cai)(cai)到(dao)超薄(bo)材(cai)(cai),精(jing)密(mi)落(luo)料得到(dao)廣泛應用。沖壓加(jia)(jia)工(gong)機械(xie)亦(yi)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)(xing)精(jing)密(mi)沖壓(落(luo)料)加(jia)(jia)工(gong),但由于沖壓塌邊的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti),一(yi)般不(bu)(bu)能作為(wei)成品(pin)直接(jie)使(shi)用。在(zai)精(jing)密(mi)沖壓中(zhong),為(wei)控制(zhi)塌邊,就需加(jia)(jia)一(yi)道機械(xie)控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝措施,這(zhe)需要按產(chan)(chan)品(pin)用途以(yi)及成本兩(liang)方(fang)面(mian)來(lai)權衡。在(zai)加(jia)(jia)工(gong)方(fang)法競(jing)爭(zheng)上,還有(you)一(yi)種“蝕刻(ke)”方(fang)法,在(zai)電(dian)子(zi)(zi)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)線框等超薄(bo)產(chan)(chan)品(pin)中(zhong),在(zai)加(jia)(jia)工(gong)廠(chang)家的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)競(jing)爭(zheng)中(zhong),兩(liang)者幾乎各占(zhan)一(yi)半(ban)。
3. 加工油、表面保護薄(bo)膜和其他(ta)潤滑(hua)
a. 表面(mian)保(bao)護薄(bo)(bo)膜(mo)-為了保(bao)持(chi)不銹鋼的匠藝性(xing)、防止產生瑕疵以及作為潤(run)滑而敷(fu)于(yu)材料表面(mian)的聚(ju)(ju)氯乙烯(xi)或聚(ju)(ju)乙烯(xi)等薄(bo)(bo)膜(mo)。
b. 揮發(fa)性加(jia)(jia)工(gong)(gong)油--加(jia)(jia)工(gong)(gong)時有潤滑效果而后(hou)又能揮發(fa)掉(diao)的加(jia)(jia)工(gong)(gong)油。使用(yong)完(wan)全(quan)揮發(fa)型的,可以省掉(diao)清(qing)洗(xi)工(gong)(gong)序。
c. 潤滑不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)板-具有透明石蠟涂裝(zhuang)的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),它比加工油或表面保護膜有更好的加工性(xing)。
在(zai)沖(chong)(chong)床上進行(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)彎曲、沖(chong)(chong)裁(落料)等加工(gong)時,可使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)加工(gong)油、表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)或(huo)直接(jie)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)潤滑鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)。在(zai)表(biao)6-1中,對加工(gong)油、表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)和(he)潤滑鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)進行(xing)比(bi)較(jiao)。表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)是(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)持匠藝(yi)性(xing)的(de)一項重要(yao)(yao)措施。所用(yong)樹脂為聚(ju)氯乙烯系列(lie)(lie)或(huo)聚(ju)乙烯系列(lie)(lie)。材料運轉自始至終(zhong)都是(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)對材料表(biao)面(mian)(mian)施行(xing)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)。使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo),最(zui)容易(yi)發生(sheng)的(de)問題就是(shi)殘留糊狀物,貼附(fu)后長(chang)期保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)存(cun)在(zai)倉庫內(nei)的(de)或(huo)者是(shi)不(bu)(bu)具(ju)備耐(nai)候性(xing)能的(de)薄(bo)膜(mo)放置(zhi)在(zai)室外(wai)的(de),則容易(yi)發生(sheng)損壞(huai)。表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)要(yao)(yao)根(gen)據用(yong)途和(he)加工(gong)方法(fa)選(xuan)定。主要(yao)(yao)廠(chang)家生(sheng)產的(de)表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)性(xing)能及其有(you)關事項如表(biao)6-2所示。不(bu)(bu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)表(biao)面(mian)(mian)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)薄(bo)膜(mo)時,一般(ban)情況下要(yao)(yao)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)加工(gong)油。當(dang)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)加工(gong)油加工(gong)后,需進行(xing)洗(xi)(xi)凈(jing)。洗(xi)(xi)凈(jing)的(de)方法(fa)有(you)多種,最(zui)近在(zai)保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)地球環(huan)境問題當(dang)中,規定了保(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)環(huan)境條例,對于破(po)壞(huai)臭氧(yang)層(ceng)的(de)清洗(xi)(xi)劑做出了限制。


因此,當使(shi)用(yong)(yong)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)時,要考慮到(dao)洗凈(jing)和存(cun)放問題。在加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)選定(ding)方面,從前(qian)認為(wei)由于不(bu)銹(xiu)鋼硬(ying)度比普通(tong)鋼要高,加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)不(bu)銹(xiu)鋼比普通(tong)鋼困難(nan),所以(yi)(yi)要選用(yong)(yong)有(you)黏(nian)性(xing)(xing)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)。具有(you)黏(nian)性(xing)(xing)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)往往是黏(nian)糊糊的(de),在加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)不(bu)但(dan)變黑而且難(nan)以(yi)(yi)清洗。另(ling)外(wai),其中(zhong)多數情況下加(jia)(jia)(jia)(jia)入氯系列(lie)添加(jia)(jia)(jia)(jia)劑。因此,更有(you)必要進行充分地(di)清洗。近年來,開發了(le)許多水溶性(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you),在深(shen)拉深(shen)等加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong),其潤滑性(xing)(xing)堪比原用(yong)(yong)油(you)(you)(you)性(xing)(xing)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)。水溶性(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)比較容易清洗,應用(yong)(yong)效(xiao)果很好。作為(wei)新(xin)技(ji)術,雖然加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)條件受到(dao)某種程(cheng)(cheng)度的(de)限制,免清洗的(de)揮發型加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)油(you)(you)(you)仍得到(dao)推廣。
在(zai)揮發(fa)性加(jia)工油(you)中,有完(wan)全(quan)(quan)揮發(fa)型(xing)(xing)和部分殘(can)留(liu)型(xing)(xing)等(deng)產品(pin)。需根據加(jia)工條件選擇(ze),使(shi)用完(wan)全(quan)(quan)揮發(fa)型(xing)(xing)的(de)可以(yi)省掉(diao)加(jia)工后的(de)清洗。在(zai)家電生產廠中,沖(chong)制(zhi)全(quan)(quan)自動洗衣(yi)機(ji)不銹鋼洗衣(yi)桶時就(jiu)是(shi)采(cai)用完(wan)全(quan)(quan)揮發(fa)型(xing)(xing)加(jia)工油(you)。在(zai)其(qi)他領域中,完(wan)全(quan)(quan)揮發(fa)型(xing)(xing)加(jia)工油(you)已實際(ji)運(yun)用到沖(chong)孔、內緣翻(fan)邊、壓(ya)制(zhi)筋板(ban)、彎(wan)曲和卷邊等(deng)沖(chong)壓(ya)工藝中。

由于(yu)(yu)使(shi)(shi)用揮發(fa)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油(you)可(ke)以(yi)省掉(diao)清(qing)洗工(gong)(gong)(gong)序,在(zai)流水加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)作業線上使(shi)(shi)用,可(ke)以(yi)降低成本。主要生(sheng)產廠家的(de)(de)(de)揮發(fa)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油(you)產品如表6-3所示(shi)。如將揮發(fa)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油(you)的(de)(de)(de)涂敷(fu)方式和加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)條件進行改進時,即(ji)可(ke)以(yi)完全省掉(diao)清(qing)洗工(gong)(gong)(gong)作。但(dan)是,揮發(fa)性(xing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)油(you)涂敷(fu)方式、加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)條件及(ji)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)夾具的(de)(de)(de)質量管(guan)理不(bu)善(shan)時,由于(yu)(yu)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)夾具的(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)等可(ke)能產生(sheng)對(dui)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)鐵粉(fen)銹蝕事(shi)故。關于(yu)(yu)鐵粉(fen)銹蝕檢查方法,可(ke)參照本書后部章節(jie)中的(de)(de)(de)“使(shi)(shi)用時注意重占(zhan)日惠執處理”由的(de)(de)(de)說明。
先前在(zai)(zai)沖壓加(jia)(jia)(jia)工過(guo)程中使用(yong)加(jia)(jia)(jia)工油(you)。為(wei)了洗(xi)(xi)凈(jing)這些(xie)加(jia)(jia)(jia)工油(you)而使用(yong)了破壞(huai)臭氧層的(de)三氯(lv)乙(yi)(yi)烷,三氯(lv)乙(yi)(yi)烯等(deng)。后來(lai),洗(xi)(xi)凈(jing)方法(fa)改(gai)為(wei)堿(jian)性洗(xi)(xi)凈(jing)方法(fa)。在(zai)(zai)1995年,考慮到保護地球環(huan)境(jing)問題,開(kai)發(fa)了潤滑(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼板(ban)。在(zai)(zai)汽(qi)車、電機、燃(ran)氣器(qi)具領域中,積極推廣了省(sheng)掉清(qing)洗(xi)(xi)工序的(de)潤滑(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼板(ban)。特別是在(zai)(zai)汽(qi)車領域中的(de)排(pai)氣分支管的(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼化(hua)過(guo)程中,實踐證(zheng)明,加(jia)(jia)(jia)工這種形狀復雜的(de)工件,認為(wei)潤滑(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼板(ban)比以(yi)前使用(yong)潤滑(hua)油(you)的(de)加(jia)(jia)(jia)工性更(geng)優越。所以(yi),潤滑(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼板(ban)的(de)需要量大幅度增加(jia)(jia)(jia)。

潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban),根據用(yong)途亦有不涂薄膜(mo)(mo)的。非(fei)脫膜(mo)(mo)型和(he)脫膜(mo)(mo)型兩類已經產(chan)品化了。潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban)種類和(he)特(te)性(xing)如表6-4所(suo)示。在(zai)建筑材料領域中(zhong),使用(yong)潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban)做屋(wu)頂時,非(fei)脫膜(mo)(mo)型和(he)脫膜(mo)(mo)型一樣(yang),其薄膜(mo)(mo)經過1~2年的紫外線照射就消失了。作為工程(cheng)實例,用(yong)于西(xi)武百(bai)貨(huo)大樓和(he)福(fu)岡機場候機大廳。實踐證明,潤滑(hua)不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban)的加工性(xing)比加工油(you)還(huan)要(yao)優越,見表6-5。
不銹鋼板生產廠家的潤(run)滑不銹鋼板產品(pin),在透明涂裝不銹鋼項目(mu)中有介紹。

