冷轧板汽车冲压件开裂和裂纹缺陷的原因及预防

冷轧板汽车冲压件开裂和裂纹缺陷的
原因及预防
周建明，付延宜
（新余钢铁集团有限公司，江西新余３３８００１） 摘 要：针对冷轧板汽车冲压件出现的开裂和裂纹现象，从板材力学性能、材质、冲压工艺方面进行了原因分析，对 板材的材质、生产工艺、冲压件冲压成形工艺等方面提出了预防冲压开裂的措施。 关键词：冷轧板；汽车冲压件；开裂缺陷；裂纹缺陷 ； 中图分类号：ＴＧ ３３５． １１ Ｕ ４６６ 文献标志码：Ｂ
冷轧板汽车配件６０ ～７０是通过冲压工艺生 所示。
产的，如车身的内、外覆盖件和骨架件、车架的纵梁、
横梁和保险、底盘上的制动器零件、减震器零件等
等，由于冲压工艺具有生产效率高、尺寸一致性好、
原材料消耗低，生产成本低等优点，在汽车工业及五
金行业中得到广泛应用。冷轧板汽车板售后用户在
加工使用过程中，冲压开裂和裂纹是常见的质量缺
２． １． １ 断后伸长率Ａ
火过程金相组织得不到修复和改善，将成为冲压裂
为冷轧按低试碳样钢距板长为度分横向Ａ８０试（或样检Ａ５０测），，Ｇ对Ｂ板／ Ｔ材５２拉１３伸［２］塑规性定
纹和开裂的发源点。 １）对于双相钢，相变位错密度高，冲压时的马
变形能力的测定，伸长率指标高，检测方向塑性变形 氏体相与铁素体基地的形变不同步导致形变不均
现象
冷轧钢带力学性能测试的主要指标是：Ｒｅ、Ｒｍ、
冷轧板汽车板冲压开裂及冲压裂纹现象如图１ Ａ度８０、（断或后Ａ伸５０）长、ｒ率、ｎ、，塑分性别应表变示比材、料加的工屈硬服化强指度数、；抗对拉于强冲
收稿日期：２０１９ － ０９ － ２０；修改日期：２０１９ － １０ － ２５ 作者简介：周建明（１９６３ － ），男，１９８４ 毕业于北京科技大学金属压力加工专业，高级工程师。
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南 方 金 属
ＳＯＵＴＨＥＲＮ ＭＥＴＡＬＳ
年第期 ２０１９ ６
பைடு நூலகம்
压用钢带，影响材料的冲压成形性的主要是Ａ、ｒ、 钢的冶炼如纯净度未控制好，将析出氧化物、硫
Δｒ、ｎ、指标，其中Δｒ 表示材料塑性应变比的各向异 化物、硅酸盐夹杂，钢的夹杂物和析出物与基体塑性
性度［１］。
的不同，容易在其周围形成孔洞和微裂纹，如其在退
能力强。但冷轧退火板材伸长率有方向性，一般沿 匀，相界面成为微裂纹发源点。
轧的４５°方向Ａ 值偏低，延伸率低的方向冲压变形 ２）板材表面存在划痕、划伤引起应力集中，锈
容易造成裂纹缺陷
蚀增大变形阻力，板材表面粗糙度偏低、涂油不均或
２． １． ２ 塑性应变比ｒ 及Δｒ
毛面没有储存较多的防锈油改善润滑，冲压时润滑
Ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ Ｃｒａｃｋ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｃｏｌｄ Ｒｏｌｌｅｄ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｍｐｉｎｇ Ｐａｒｔｓ
， ＺＨＯＵ Ｊｉａｎｍｉｎｇ ＦＵ Ｙａｎｙｉ （ ， ， ， ， ， ） Ｘｉｎｙｕ Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． Ｌｔｄ． Ｘｉｎｙｕ Ｊｉａｎｇｘｉ ３３８００１ Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ ： Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｃｒａｃｋ ａｎｄ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｅｄ ｓｈｅｅｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｐａｒｔｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ， ， ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｆｒｏｍ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ， ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｓｈｅｅｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． ： ； ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｏｌｄｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｍｐｉｎｇ ｐａｒｔ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ
０° ９０° ４５°
３
个方向的塑
模具过渡园弧半径偏小，应力集中裂纹；局部拉 深量过大，拉深变形超过了材料塑性变形极限，造成 冲压开裂；模具设计未考虑板材性能的方向性，将
ｒ 值是板材抵抗变薄能力的度量，冲压用ＩＦ 钢 、ｒ Ａ 值偏低方向放置在变形难度大位向，造成形变
退火冷板材的ｒ 值一般在１． ８ 以上，板材厚度方向 裂纹［３］。
总第 期 南方金属 ２３１
Ｓｕｍ． ２３１
年 月 ２０１９ １２
ＳＯＵＴＨＥＲＮ ＭＥＴＡＬＳ
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１９
文章编号： （ ）
１００９ － ９７００ ２０１９ ０６ － ００３９ － ０３
在冲压拉深时不容易减薄和拉裂，冲压件的侧壁容 ２． ３． ２ 冲压操作不当
易保证刚度，但材料的延展性减弱。
没有保证冲压金属变形的润滑条件；将板料毛
当材的Δｒ 绝对值偏大至０． ３ 以上时，冲压时易 坯放偏，造成一边压料过大，一边压力料过小；过大
产生制耳效应，负值在４５°产生制耳，０°、９０°方向易 的一边则进料困难，造成开裂；过小的一边，进料过
ｒ ＝ εｂ ／ εａ
（１） 不良造成金属流动性困难，成为冲压件开裂的因素。
向真式实中塑：性ε应ａ—变厚度方向真实塑性应变，εｂ—宽度方
２． ３ 冲压工艺 ２． ３． １ 模具设计不合理
（ ） Δｒ ＝ １ ／ ２ ｒｏ ＋ ｒ９０ － ２ｒ４５
（２）
性应变、比、 分别表示 、 、 ｒｏ ｒ９０ ２ｒ４５
陷，了解这些缺陷的成因及其预防，对于改进冷板的
产品质量，正确区分和处理材料原因还是冲压过程
形成的冲压件开裂和裂纹缺陷的争议，并指导客户 图１ 冷轧板汽车结构件冲压开裂与裂纹
合理选材、用材，实现供、需双方的互利双赢，具有重 要指导意义。
２
影响因素的分析
１ 冷轧板汽车板冲压开裂及冲压裂纹 ２．１ 材料力学性能