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不銹鋼拉伸件加工中產(chǎn)生延遲開裂的原因是什么?
拉深零件是一種常用的加工方法。在正常的生產(chǎn)加工中,常用鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼進(jìn)行沖壓和拉深加工。加工后,隨著拉深的程度,后續(xù)可能會(huì)出現(xiàn)開裂。本文通過對(duì)不銹鋼組織和性能的分析來防止這一問題的發(fā)生。

1、奧氏體不銹鋼的延遲開裂。(如200系列、以304為代表的、300系列等)
奧氏體不銹鋼的延遲開裂主要是由其自身組織決定的,奧氏體不銹鋼的加工硬化程度較大。拉伸后,奧氏體組織除了冷加工產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力外,還會(huì)在口部發(fā)生馬氏體相變。防止口部開裂,需要消除殘余應(yīng)力和馬氏體組織,使其在高溫下發(fā)生相變。奧氏體不銹鋼以304為例,退火溫度為1010-1050攝氏度。一般為避免拉伸件整體退火變形,只對(duì)拉伸件口部進(jìn)行退火,相對(duì)快捷的為高頻退火。
2、鐵素體不銹鋼的延遲開裂。(比如以430為代表的400系列不銹鋼,俗稱不銹鐵)
鐵素體不銹鋼拉伸后不發(fā)生變化,產(chǎn)品開裂主要由殘余應(yīng)力引起。為了保證安全,從經(jīng)驗(yàn)來看,對(duì)于圓柱形拉深件,當(dāng)高徑比大于等于0.8、直徑大于等于300時(shí),需要進(jìn)行退火處理。當(dāng)然,如果高徑比小于0.8時(shí)出現(xiàn)開裂,應(yīng)立即安排退火。
用不銹鋼或鐵素體不銹鋼材料產(chǎn)品時(shí),使用沖壓拉伸油可降低制品破損率,降低成本。沖壓加工的潤(rùn)滑狀態(tài)是流體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑的混合狀態(tài)。如果只使用礦物油,油膜強(qiáng)度達(dá)不到要求,油膜容易破裂,會(huì)造成金屬與金屬的接觸產(chǎn)生燒結(jié)。油性劑的使用可以彌補(bǔ)這一不足。油性劑分子的一端含有羧基、羥基、酯基等極性基團(tuán)。這些極性基團(tuán)可使油性劑產(chǎn)生化學(xué)或物理吸附,在金屬表面形成固體潤(rùn)滑膜,從而提高潤(rùn)滑性能。
但當(dāng)摩擦表面溫度升高到一定溫度時(shí),油性劑吸附膜的分子排列就會(huì)被破壞,失去潤(rùn)滑效果。此時(shí),覆蓋在兩金屬表面的邊界潤(rùn)滑膜消失,導(dǎo)致金屬之間直接接觸。隨著直接接觸面積的增加,磨擦能量也會(huì)增加,導(dǎo)致溫度升高,容易出現(xiàn)所謂的燒結(jié)現(xiàn)象。在這種情況下,即使溫度升高,用來防止兩個(gè)金屬表面直接接觸的添加劑是極壓劑。極壓劑(EP)是一種利用磨擦表面上產(chǎn)生的高溫使其本身發(fā)生化學(xué)變化,在磨擦著的金屬面上生成剪切力,并能起著有效保護(hù)作用的邊界潤(rùn)滑膜。
不銹鋼五金制品的拉伸,設(shè)備、模具和拉伸油是關(guān)鍵因素。否則,再好的人員和技術(shù)也是巧婦難為無米之炊,做不出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
金屬加工制造業(yè)統(tǒng)計(jì):拉伸設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命約為10年,這是由于設(shè)備本身、過度使用和維護(hù)不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐傻?。在金屬拉伸過程中,拉伸油選用不當(dāng),導(dǎo)致許多設(shè)備加速磨損,有的幾年就癱瘓了,直接影響全廠運(yùn)行,不能實(shí)現(xiàn)效益最大化。
