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不銹鋼拉伸件加工中產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。在正常的生產加工中,常用鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼進行沖壓和拉深加工。加工后,隨著拉深的程度,后續可能會出現開裂。本文通過對不銹鋼組織和性能的分析來防止這一問題的發生。
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生的殘余內應力外,還會在口部發生馬氏體相變。防止口部開裂,需要消除殘余應力和馬氏體組織,使其在高溫下發生相變。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,只對拉伸件口部進行退火,相對快捷的為高頻退火。
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生變化,產品開裂主要由殘余應力引起。為了保證安全,從經驗來看,對于圓柱形拉深件,當高徑比大于等于0.8、直徑大于等于300時,需要進行退火處理。當然,如果高徑比小于0.8時出現開裂,應立即安排退火。
用不銹鋼或鐵素體不銹鋼材料產品時,使用沖壓拉伸油可降低制品破損率,降低成本。沖壓加工的潤滑狀態是流體潤滑和邊界潤滑的混合狀態。如果只使用礦物油,油膜強度達不到要求,油膜容易破裂,會造成金屬與金屬的接觸產生燒結。油性劑的使用可以彌補這一不足。油性劑分子的一端含有羧基、羥基、酯基等極性基團。這些極性基團可使油性劑產生化學或物理吸附,在金屬表面形成固體潤滑膜,從而提高潤滑性能。
但當摩擦表面溫度升高到一定溫度時,油性劑吸附膜的分子排列就會被破壞,失去潤滑效果。此時,覆蓋在兩金屬表面的邊界潤滑膜消失,導致金屬之間直接接觸。隨著直接接觸面積的增加,磨擦能量也會增加,導致溫度升高,容易出現所謂的燒結現象。在這種情況下,即使溫度升高,用來防止兩個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生的高溫使其本身發生化學變化,在磨擦著的金屬面上生成剪切力,并能起著有效保護作用的邊界潤滑膜。
不銹鋼五金制品的拉伸,設備、模具和拉伸油是關鍵因素。否則,再好的人員和技術也是巧婦難為無米之炊,做不出優質產品。
金屬加工制造業統計:拉伸設備的設計壽命約為10年,這是由于設備本身、過度使用和維護不當等因素造成的。在金屬拉伸過程中,拉伸油選用不當,導致許多設備加速磨損,有的幾年就癱瘓了,直接影響全廠運行,不能實現效益最大化。