铁素体不锈钢的成形性

放大  缩小 日期:2014-09-25     作者:汽车材料网    评论:0      
核心提示:铁素体不锈钢的成形性铁素体不锈钢具有良好的冲压性能,因此能符合复杂的三维设计需要。铁素体不锈钢在复杂变形后,并不影响其优

 

铁素体不锈钢的成形性
铁素体不锈钢具有良好的冲压性能,因此能符合复杂的三维设计需要。
 
铁素体不锈钢在复杂变形后,并不影响其优良的耐蚀性,耐热性和装饰性,因此在工业或消费品行业得到广泛的应用。
冷变形可以改变钢带或钢板的形状。拉伸和深冲加工的共同作用使得成形过程比较复杂。
虽然奥氏体钢的总体拉伸性能要好于铁素体钢,但一些铁素体钢(特别是钛稳定,17% 铁素体不锈钢)也具有优异的拉伸性能。
铁素体不锈钢的冲压
“一些铁素体不锈钢具有优异的冲压性能。”
当将平板或片成型为中空物体时,冲压是最常用的一种工艺。铁素体不锈钢良好的冲压性以及较大的价格优势,使其成为首选。
冲压如何进行
在冲压过程中,通过冲床将钢板压入模腔内制得零件。金属向内拉伸,在冲模和压边装置之间滑动,形成零件的筒壁或筒裙。
“冲压”和“拉伸”依靠金属是否滑动加以区分。在成形中,钢板的边部被压边装置加以限制。
极限深冲比因子
极限深冲比(LDR)是一项重要的深冲参数。
极限深冲比(LDR)是指一次能冲压成圆筒的最大圆片直径与圆筒直径之比,LDR = D/d。
“铁素体不锈钢的 LDR值高于奥氏体不锈钢,因此特别适合于冲压成形。”
铁素体不锈钢的拉伸成形性
铁素体不锈钢的拉伸成形性低于奥氏体钢。
拉伸成形中,拉伸区变窄。
下表比较了不同钢种的拉伸成形性,“顶高”是指圆片在胀形时在“缩颈”(失效前的阶段)之前的最大变形程度。
成形极限曲线
实际上,在工业成形的一系列过程中,冲压与拉伸成形同时存在。在深冲和拉伸同时存在的过程中,成形极限曲线对于失效前的最大变形具有指导意义。一些主要不锈钢的成形极限曲线已经建立,以用来分析成形过程。
按照两个基本的“真应变”:纵向(“主应变”)和横向(“次应变”),这些曲线定义变形中和变形后的局部变形。曲线将这两种应变的不同组合效果描绘出来,直至断裂。曲线的位置越高,钢种的成形性越好。
如何使用铁素体钢
通常,铁素体不锈钢的加工硬化和延伸性与高强碳钢比较一致。它们不同于奥氏体不锈钢。必须将设计,结构和制造参数与铁素体钢的相关材料性质一同考虑,来更有效地发挥材料的特性。
“在深冲用钢中,常使用钛稳定钢种 430Ti 来代替奥氏体不锈钢。”
“折皱”
在某些成形过程后,铁素体不锈钢易于出现称为“折皱”和“条痕”的表面现象。
这种缺陷外观为一族线或脊,平行于钢板轧制方向。“折皱”描述了变形表面的整体形貌,既包括微观几何变形,又包括变形所引起的“条痕”波动。
稳定化元素的添加,例如钛,将有助于消除这一缺陷。因此,在深冲领域,钛稳定化钢种430Ti 常用来替代奥氏体不锈钢。
润滑
毛坯和工具润滑是否良好决定着冲压是否成功,润滑可以避免产生表面缺陷以及防止粘贴现象,延长工具使用寿命。如果铁素体不锈钢以光滑表面交货,可以使用粘度高的冲压润滑剂。不锈钢使用的具有高耐压性的特殊润滑油,几乎不含氯。润滑剂可以均匀的分布于毛坯表面,且冲压后较易去除。
工具
选用正确的工具相当重要,因为它会影响摩擦,从而影响成形过程中金属流动。在特殊情况下,可用铜,铁或铝青铜合金制作工具(模和槽)。
表面处理可以提高工具寿命,例如涂 TiCN。压边装置和阴模必须仔细抛光,而冲床可以粗糙。
“不锈钢使用的润滑剂在冲压后要易于去除。”
主要钢种的成形性
下表比较了铁素体不锈钢、碳钢和奥氏体不锈钢的成形性(铁素体不锈钢具有特殊的金相组织,因此具有特殊的性能)。成形性的评价来自于标准数据。“bcc”(体心立方)和“fcc”(面心立方)指这几类钢各自的晶体结构。
 
 
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