動力旋壓成型一般用于大變形和一些人工無法完成的成型加工。當采用動力旋壓成型方法,對300和400系列不銹鋼工件進行成型加工是非常容易實現的。如對加工硬化較低的12Cr19Ni9(302)和10Cr18Ni12(305)鋼成型加工,其效果會更好。10Cr17(430)鋼采用動力旋壓成型時,其變形量可以比人工旋壓時更大一些。
旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型(xing)可(ke)以(yi)在冷態下(xia)進行(xing)(xing),也(ye)可(ke)以(yi)在熱態下(xia)進行(xing)(xing)。實際上(shang)動(dong)力旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型(xing)時,由于急劇變形本身就(jiu)會產生很高的熱量,這就(jiu)使(shi)得旋(xuan)(xuan)壓(ya)過程由開始的冷加工(gong)逐漸(jian)變為(wei)溫加工(gong)。
溫度高于(yu)788℃的(de)(de)(de)(de)熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)成型,一(yi)般用(yong)于(yu)加工(gong)(gong)厚(hou)度為4.763~12.7mm的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)。在(zai)熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)過程中必(bi)須對溫度精確加工(gong)(gong)控制,因此(ci)用(yong)這(zhe)種方(fang)法旋(xuan)壓(ya)(ya)加工(gong)(gong)厚(hou)度小于(yu)6.35mm的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)是(shi)(shi)比較困(kun)難的(de)(de)(de)(de)。對比較厚(hou)的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)而(er)言,則采(cai)用(yong)熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)加工(gong)(gong)將和低(di)碳鋼(gang)(gang)一(yi)樣容易成型。奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)采(cai)用(yong)動(dong)力旋(xuan)壓(ya)(ya)成型的(de)(de)(de)(de)主要問題是(shi)(shi)工(gong)(gong)件(jian)(jian)邊(bian)(bian)部容易產生(sheng)裂(lie)紋。為了防止(zhi)(zhi)裂(lie)紋產生(sheng),常常將坯(pi)料邊(bian)(bian)緣(yuan)部研磨的(de)(de)(de)(de)平滑一(yi)些(xie),并留(liu)有較大的(de)(de)(de)(de)切邊(bian)(bian)余量,這(zhe)些(xie)對防止(zhi)(zhi)裂(lie)紋產生(sheng)是(shi)(shi)十分有利的(de)(de)(de)(de)。如果產生(sheng)邊(bian)(bian)部裂(lie)紋,一(yi)定要將其切除。另外(wai),使工(gong)(gong)件(jian)(jian)保持較窄凸緣(yuan)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法也可防止(zhi)(zhi)裂(lie)紋和扭曲的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)。
如果(guo)旋壓工件(jian)冷卻后的尺寸(cun)不符(fu)合(he)要(yao)求(由于彈性后效(xiao)和熱膨脹(zhang)引(yin)起),而此時(shi)的工件(jian)溫度仍在149℃以上時(shi),可將(jiang)其退火再進(jin)一步旋壓加工至要(yao)求的尺寸(cun)。
動力(li)旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時,工件將(jiang)會產生較大的(de)(de)(de)減(jian)薄(bo)現(xian)象,如(ru)圖(tu)4-22所(suo)示的(de)(de)(de)某深旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)容(rong)器(qi),其橫斷面就(jiu)是如(ru)此。在(zai)一(yi)次(ci)旋壓(ya)(ya)加(jia)工成(cheng)型(xing)工序中,該容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度即由1.905mm減(jian)薄(bo)至0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)(de)(de)沖壓(ya)(ya)機上沖壓(ya)(ya)成(cheng)直(zhi)徑152.4mm、深76.2mm的(de)(de)(de)半成(cheng)品(pin)杯,容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)頂部要比側(ce)壁厚(hou)(hou)一(yi)些(xie)。雖然邊緣(yuan)的(de)(de)(de)增厚(hou)(hou)現(xian)象發生在(zai)沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)過程中,但是旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時由于該區域基本上未發生變形,所(suo)以比旋壓(ya)(ya)處仍然較厚(hou)(hou)。

動力旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)的(de)表(biao)面是(shi)比較粗(cu)糙(cao)的(de),因此需要對工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)進行大量的(de)精整加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)使其表(biao)面光滑發亮。旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)表(biao)面粗(cu)糙(cao)的(de)原因是(shi)由于壓輥接(jie)觸金屬轉動時會在工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)表(biao)面上(shang)留(liu)下螺旋(xuan)形(xing)槽痕(hen)。除此缺點(dian)以外,動力旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)則是(shi)不銹鋼工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)成(cheng)型(xing)的(de)一種(zhong)最佳方(fang)法。
1. 潤滑
旋(xuan)壓成型使用潤(run)滑(hua)劑的(de)目的(de)是為(wei)了盡可能減少黏結(jie)和工(gong)具滯(zhi)動(dong),同時也為(wei)旋(xuan)壓加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)提供冷(leng)卻(que)(que)條(tiao)件。對于(yu)人工(gong)旋(xuan)壓成型形式,附著性(xing)強的(de)潤(run)滑(hua)劑最理(li)想。對于(yu)動(dong)力旋(xuan)壓成型,由(you)于(yu)速度快,加(jia)工(gong)量大,冷(leng)卻(que)(que)作用就(jiu)顯得更為(wei)重要。通常應避免(mian)使用含硫(liu)或氯的(de)潤(run)滑(hua)劑,因為(wei)該潤(run)滑(hua)劑不(bu)易清洗,而且對加(jia)熱后(hou)的(de)不(bu)銹鋼表(biao)面還會產生不(bu)利影響。旋(xuan)壓用潤(run)滑(hua)劑,參(can)見(jian)表(biao)4-6。

2. 應用實例
對于較深(shen)的(de)工件來說,采用(yong)動力(li)旋壓成型方(fang)法是比(bi)較合適的(de)。下面(mian)兩(liang)例即可說明這一(yi)點。
①. 圖4-23是用動力旋壓成型方法(fa)生產缽的示意圖

該坯料(liao)面積(ji)為5564.5m㎡,厚度(du)為0.889mm,坯料(liao)是從具有2B表面光潔度(du)的10Cr17(430)型不銹(xiu)鋼卷板上剪切下來(lai)的。旋壓加工一(yi)個缽需(xu)經四道工序(xu)(xu),其中包括兩道預沖壓工序(xu)(xu)、切邊和壓印(yin)標記(ji)工序(xu)(xu)。
由于缽邊部和旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)模之間有20°的夾角,因此用平板坯料(liao)進行(xing)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)時可以一(yi)次成型(xing)。然(ran)而如夾角為(wei)15°或更(geng)小(xiao)時,則必(bi)須經(jing)過兩(liang)次旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)才(cai)能旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成型(xing)為(wei)成品(pin)。
過去曾用深沖方法生產(chan)缽,而現(xian)在大多(duo)用旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型方法生產(chan)。這是因為這種(zhong)工件的年需求(qiu)量太低,如(ru)果采用深沖成(cheng)型,則沖切模和(he)沖壓(ya)工具的成(cheng)本(ben)較高。
所用的(de)工具是(shi)由工具鋼制作的(de)。坯料在旋壓(ya)成型前,必須對表(biao)面進行處理。
a. 成型工序:a.從寬為(wei)219.08mm的鋼卷上,按(an)長度為(wei)219.08mm的定(ding)尺長度下料;
b. 用一臺(tai)60t沖壓機將(jiang)219.08mm 見方的坯(pi)料(liao)落料(liao)成圓形毛坯(pi),并預沖壓成型;
C. 在一臺自動機(ji)床(chuang)上進(jin)行動力(li)旋壓成型;
d. 在另一個缽進行自動旋(xuan)(xuan)壓(ya)時,對已旋(xuan)(xuan)壓(ya)完畢的缽進行切邊和壓(ya)印。
②. 雞(ji)尾酒攪(jiao)拌杯的旋壓(ya)成(cheng)型(xing)。
雞尾酒(jiu)攪(jiao)拌杯過去曾(ceng)用(yong)五次(ci)深沖和一(yi)次(ci)整形方法來生產,現在改用(yong)一(yi)次(ci)沖壓(ya)和整形預成型后再(zai)采用(yong)旋(xuan)壓(ya)成型的方法,這(zhe)樣可降低加工成本。
旋(xuan)壓成型(xing)的杯(bei)除其強度較高(gao)外(因旋(xuan)壓中(zhong)的劇烈冷(leng)加(jia)工(gong)的作用),成型(xing)工(gong)序還減(jian)少了(le)中(zhong)間退火工(gong)序。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼(gang))沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖壓(ya)和(he)旋壓(ya)這兩種成型(xing)方法所(suo)(suo)用鋼(gang)卷原(yuan)料(liao)的厚度(du)和(he)寬度(du)是不同(tong)的。沖壓(ya)杯所(suo)(suo)用的原(yuan)料(liao)厚度(du)為(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)255.59mm,坯料(liao)直(zhi)徑(jing)為(wei) 252.41mm.旋壓(ya)杯所(suo)(suo)用的原(yuan)料(liao)厚度(du)為(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)160.34mm,坯料(liao)直(zhi)徑(jing)為(wei)153.99mm.所(suo)(suo)以(yi)僅就(jiu)原(yuan)料(liao)來說,旋壓(ya)成型(xing)所(suo)(suo)用原(yuan)料(liao)明顯要(yao)比沖壓(ya)成型(xing)少得多。
旋壓杯(bei)(bei)制造之(zhi)所以必須采(cai)用(yong)預(yu)沖壓成(cheng)型(xing)(xing)工序,這是因為該(gai)杯(bei)(bei)壁(bi)與軸線(xian)幾乎(hu)是平行的。如果杯(bei)(bei)壁(bi)傾斜(xie)角(jiao)較大(大于15°)時(shi),則可用(yong)旋壓成(cheng)型(xing)(xing)方法,由(you)平板(ban)坯料一次成(cheng)型(xing)(xing)為成(cheng)品。

表4-8給出了(le)一些鋼種旋壓時拉(la)伸的近(jin)似極限。該表適用于厚度為(wei)1.575mm的完全(quan)退火材(cai)料。退火后(hou)的二次拉(la)伸量比第一次要(yao)小8%,工件各(ge)部位的拉(la)伸量并(bing)不需要(yao)完全(quan)一致(zhi),它是根(gen)據成型程度的不同而變化的。

