[科普中國]-深拉

不銹鋼筒形件深拉深新工藝

1Cr18Ni9Ti 不銹鋼屬于應(yīng)變很強(qiáng)的金屬材料，即在深拉深過程中加工硬化嚴(yán)重， 呈現(xiàn)硬度增加、塑性降低的現(xiàn)象且十分明顯。因此，在對該類材質(zhì)的板料進(jìn)行深拉深加工中，每次拉深之后，均需進(jìn)行退火處理，以保證后續(xù)工序的正常完成。

1Cr18Ni9Ti 工件退火處理時，加熱溫度一般為1150～1170 ℃，為不使材料表面產(chǎn)生氧化皮，一般需采用光亮退火的熱處理方法。這種退火成本高，使生產(chǎn)周期延長，大大降低了生產(chǎn)效率。為此，在不銹鋼筒形件（圖1）拉深加工中，采取了取消或改變熱處理方法的新工藝1。

工藝參數(shù)的選擇按照在保證工件質(zhì)量的前提下盡量減少拉深次數(shù)的原則，采用兩次拉深成形工藝，拉深系數(shù)分別取為m1 = 0.52 ，m2 = 0.78 。圖2 為兩次拉深工序的工藝參數(shù)。為了減少第一次拉深后材料加工硬化的時效時間，應(yīng)盡量縮短兩次拉深工序的間隔時間，從而在整體上達(dá)到較好的拉深質(zhì)量2。

拉深模設(shè)計參數(shù)的改進(jìn)和熱處理工藝的調(diào)整第一套拉深模凹、凸模間隙的改進(jìn)首先取凹、凸模間隙為Z = 1.2t（t為板料公稱厚度）進(jìn)行試?yán)?。由于Z 偏小，變形程度太大，不僅使模具和零件表面嚴(yán)重拉傷，而且使零件錐形底部圓角處出現(xiàn)嚴(yán)重變薄和裂紋。為此，在改進(jìn)潤滑條件、提高模具表面質(zhì)量的同時，用Z = t + 0.26t（t 取板料厚度允許偏差的中間值）重新調(diào)整了凹、凸模間隙進(jìn)行實驗并獲得成功，很好的解決了底部圓角變薄和裂紋問題。這里特別說明，為了減小第二次拉深時的變形抗力，使工件不易拉裂，第一次拉深的半成品設(shè)計為45°角的錐底，其目的在于改善材料的拉深變形性能。

最終拉深凹、凸模間隙的調(diào)整第一次拉深的半成品最大壁厚達(dá)2.3 mm。當(dāng)用凹、凸模間隙為1.1 t 的第二套拉深模對已經(jīng)產(chǎn)生加工硬化的半成品進(jìn)行最終拉深成形時，由于成形零件緊包在凸模上，強(qiáng)力脫模造成了筒壁變形，使之產(chǎn)生了凸肚（圖3）。但零件和模具工作表面并無拉傷。

為此，在改進(jìn)潤滑條件的同時，又按Z = tmax +0.12t 調(diào)整了第二套拉深模的凹、凸模間隙，使得零件筒壁變形得以克服。

熱處理工藝的調(diào)整為消除內(nèi)應(yīng)力，最后對零件進(jìn)行650 ℃低溫退火處理1。

潤滑劑的選擇和使用在整個生產(chǎn)工藝中，除了合理地調(diào)整凹、凸的間隙外，零件拉深成功的另一重要因素是合理選擇和使用潤滑劑。以下3種潤滑劑的配合使用，保證了拉深過程的順利完成。

1、零件和凹模接觸表面隔開，同時，其中的揮發(fā)性物質(zhì)能帶走拉深過程中產(chǎn)生的部分熱量。

2、G0124 氯代乙烯是不銹鋼板料拉深過程中使用的另一種潤滑劑。涂在與凹模工作表面接觸的毛坯或半成品表面，以彌補(bǔ)HB221 在凹模工作表面形成保護(hù)膜的不均勻性。因為HB221 保護(hù)膜是在拉深過程中形成的，其均勻性難以保證，再加之涂抹時也難免不均勻。需注意，HB221 與G0124 均不能等到潤滑劑干固在涂抹表面再拉深，因為這會影響凹、凸模間隙，造成零件拉裂或產(chǎn)生皺紋等缺陷。

3、25 號機(jī)油。主要用于第二次拉深時，涂在凸模與成形零件接觸表面，以便順利脫模，從而避免發(fā)生變形和拉傷現(xiàn)象2。

總結(jié)經(jīng)過探索研究和反復(fù)實驗，該生產(chǎn)方法終于取得成功，在取消了中間熱處理的情況下，深拉深出了表面質(zhì)量理想的不銹鋼筒形件，并用于批量生產(chǎn)。模具壽命也大大延長，取得了很好的生產(chǎn)效益。在兩次拉深成功t = 115 mm 不銹鋼筒形件之后，又先后對t = 018 mm 和t = 1 mm 不銹鋼筒形件進(jìn)行了3 次深拉深，并基本成功。區(qū)別只是在第二次深拉深之后需進(jìn)行860 ℃的“裝箱退火”熱處理，而不必進(jìn)行“光亮退火”熱處理3。