不锈钢深拉伸工艺

不锈钢筒形件深拉伸新工艺

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1Cr18Ni9Ti 不锈钢属于应变很强的金属材料，即在深拉深过程中加工硬化严重，呈现硬度增加、塑性降低的现象且十分明显。因此，在对该类材质的板料进行深拉深加工中，每次拉深之后，均需进行退火处理，以保证后续工序的正常完成。

1Cr18Ni9Ti 工件退火处理时，加热温度一般为1150～1170 ℃，为不使材料表面产生氧化皮，一般需采用光亮退火的热处理方法。这种退火成本高，使生产周期延长，大大降低了生产效率。为此，在不锈钢筒形件（图1）拉深加工中，采取了取消或改变热处理方法的新工艺 [1]。

图1

工艺参数的选择

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按照在保证工件质量的前提下尽量减少拉深次数的原则，采用两次拉深成形工艺，拉深系数分别取为m1 = 0.52 ，m2 = 0.78 。图2 为两次拉深工序的工艺参数。为了减少第一次拉深后材料加工硬化的时效时间，应尽量缩短两次拉深工序的间隔时间，从而在整体上达到较好的拉深质量 [2]。

图2

拉深模设计参数的改进和热处理工艺的调整

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第一套拉深模凹、凸模间隙的改进

首先取凹、凸模间隙为Z = 1.2t（t为板料公称厚度）进行试拉。由于Z 偏小，变形程度太大，不仅使模具和零件表面严重拉伤，而且使零件锥形底部圆角处出现严重变薄和裂纹。

为此，在改进润滑条件、提高模具表面质量的同时，用Z = t + 0.26t（t 取板料厚度允许偏差的中间值）重新调整了凹、凸模间隙进行实验并获得成功，很好的解决了底部圆角变薄和裂纹问题。这里特别说明，为了减小第二次拉深时的变形抗力，使工件不易拉裂，第一次拉深的半成品设计为45°角的锥底，其目的在于改善材料的拉深变形性能。

最终拉深凹、凸模间隙的调整

第一次拉深的半成品最大壁厚达2.3 mm。当用凹、凸模间隙为1.1 t 的第二套拉深模对已经产生加工硬化的半成品进行最终拉深成形时，由于成形零件紧包在凸模上，强力脱模造成了筒壁变形，使之产生了凸肚（图3）。但零件和模具工作表面并无拉伤。

图3

为此，在改进润滑条件的同时，又按Z = tmax +0.12t 调整了第二套拉深模的凹、凸模间隙，使得零件筒壁变形得以克服。

热处理工艺的调整

为消除内应力，最后对零件进行650 ℃低温退火处理 [1]。

润滑剂的选择和使用

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在整个生产工艺中，除了合理地调整凹、凸的间隙外，零件拉深成功的另一重要因素是合理选择和使用润滑剂。以下3种润滑剂的配合使用，保证了拉深过程的顺利完成。

1、零件和凹模接触表面隔开，同时，其中的挥发性物质能带走拉深过程中产生的部分

热量。

2、G0124 氯代乙烯是不锈钢板料拉深过程中使用的另一种润滑剂。涂在与凹模工作

表面接触的毛坯或半成品表面，以弥补HB221 在凹模工作表面形成保护膜的不均匀性。因为HB221 保护膜是在拉深过程中形成的，其均匀性难以保证，再加之涂抹时也难免不均匀。

需注意，HB221 与G0124 均不能等到润滑剂干固在涂抹表面再拉深，因为这会影响凹、凸模间隙，造成零件拉裂或产生皱纹等缺陷。

3、25 号机油。主要用于第二次拉深时，涂在凸模与成形零件接触表面，以便顺利脱

模，从而避免发生变形和拉伤现象 [2]。

总结

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经过探索研究和反复实验，该生产方法终于取得成功，在取消了中间热处理的情况下，深拉深出了表面质量理想的不锈钢筒形件，并用于批量生产。模具寿命也大大延长，取得了很好的生产效益。在两次拉深成功t = 115 mm 不锈钢筒形件之后，又先后对t = 018 mm 和t = 1 mm 不锈钢筒形件进行了3 次深拉深，并基本成功。区别只是在第二次深拉深之后需进行860 ℃的“装箱退火”热处理，而不必进行“光亮退火”热处理 [3]。

适用材料1. 深拉伸工艺依赖金属延展性和抗压性的平衡，适合的金属有：钢，铜，锌，铝合金，其他金属在深拉伸成型过程中容易撕裂起皱。2. 因为金属的延展性直接影响了深拉伸的生产效率与质量，所以一般用金属薄片作为原材料进行加工。

1.通过深拉伸成型的零件截面内径应控制在5mm-500mm（0.2-16.69in）之间。

2.深拉伸的纵向长度最多为零件截面内径的5倍。

3.零件纵向长度越长，则金属板材越厚，否则加工过程中会出现表面撕裂，因为在拉伸过程中，金属板材厚度会逐渐减小。