高速率板材冲压成形
先进高强度钢板冲压成形回弹的预测与控制
累，具有较强的均匀变形能力。
几个钢种的成形极限图的对比图见图１．２。
成形极限图能较全面的表征各类钢在各种应力状态下的成形性，从图１．２可以看出：双相钢和ＤＰ６００的成形性相当，ＴＲＩＰ６００的成形性和ＩＦ钢相当，且在深拉延和平面应变区的成形性还优于ＩＦ钢。
②回弹回弹是指冲压构件脱模后，偏离原在模具中形状的一种变形量。
高强度钢的机械性能和普通低碳钢有很大差异，钢板高强度化易引起塑性下降，成形性变差，而屈服强度的提高则引起面畸变和回弹效应，增加形状不稳定性。
典型的成形缺陷有开裂、形状不良、尺寸精度不良和卡模具等。
材料强度升高时，残余应力增大，易产生变形后弹性回复引起的形状不良和尺寸精度不良等。
这是高强度钢板成形中最为严重的问题【ｎ。
导致由这类材料冲压而成的汽车冲压件的回弹量远大于使用普通低碳钢板的冲压件，回弹问题更加突出。
图１．３几种钢回弹对比图Ｆｉｇ１．３Ｓｐｄｎｇｂａｃｋｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｅｌｓ从图１．３可以看出，随着板料强度的提高，回弹越严重。
由于先进强度钢独特的材料性能，成形后的回弹比普通钢及传统高强度钢大。
因此回弹是先进高强度钢冲压成形工艺的设计难点。
利用有限元仿真软件，分析先进高强度钢的回弹特性，可有效指导先进高强度钢冲压成形设计。
１．４冲压回弹的分析和控制方法冲压回弹分析是回弹控制的基础，回弹分析的准确程度，决定了回弹控制的有效性。
只有准确预测回弹，才能从根本上解决回弹问题。
１．４．１冲压回弹的分析方法常用的回弹的分析方法有两种，解析方法和有限元方法。
①解析法重庆大学硕士学位论文２先进高强度钢介绍２先进高强度钢介绍２．１先进高强度钢简介根据国际上对超轻钢汽车的研究（ＵＬＳＡＢ．ＡＶＣ），把屈服强度在２１０－５５０Ｎ／ｒａｍ２范围内的钢板称为高强度钢板；屈服强度大于５５０Ｎ／ｒａｍ２的钢板称为超高强度钢板。
根据强化机理的不同又分为普通高强度钢板和先进高强度钢板。
其中，普通高强度钢板主要包括高强度ＩＦ（无『自Ｊ隙原子）钢、烘烤硬化钢、含磷（Ｐ）钢、各向同性（ＩＳ）钢、碳一锰（Ｃ．Ｍｎ）钢和高强度低合金（ＨｓＬＡ）钢；先进高强度钢主要包括双相（ＤＰ）钢、相交诱发塑性（踊Ｐ）钢、复相（ｃＰ）钢、贝氏体（ＢＰ）钢和马氏体（ＭＰ）钢等。
22MnB5超高强度热冲压成形钢的开发及应用
22MnB5超高强度热冲压成形钢的开发及应用
王欢龙;岳重祥;张志建;周洪宝
【期刊名称】《塑性工程学报》
【年(卷),期】2024(31)1
【摘要】通过成分设计、轧制、退火及热冲压成形过程关键工艺参数的调控,研究分析了冷轧压下率、退火温度及热冲压成形冷却速度对22MnB5超高强度热冲压
成形钢(22MnB5钢)微观组织及力学性能的影响。
结果表明,22MnB5钢的冷轧压
下率控制在50%~60%范围时可实现酸连轧的稳定轧制,退火温度控制在780~820℃范围时退火态22MnB5钢的金相组织为均匀细小的铁素体和珠光体,且性能均匀稳定。
热冲压成形淬火在冷却速度不低于30℃·s^(-1)时可获得板条尺寸均匀的全马氏体组织。
本产品通过了热冲压成形生产线的工业试用,结果表明:热冲压成形后
22MnB5钢的屈服强度为1030~1113 MPa、抗拉强度为1480~1520 MPa、伸
长率在8.0%以上、硬度HV10不低于500、表面总脱碳层深度均在35μm以下,
热冲压成形后零件的尺寸精度、外观均满足客户需求。
【总页数】9页(P195-203)
【作者】王欢龙;岳重祥;张志建;周洪宝
【作者单位】江苏省(沙钢)钢铁研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.22MnB5超高强钢热冲压成形工艺及试验
2.22MnB5超高强度钢热冲压成形优化设计
3.22MnB5超高强度钢冷冲压成形的数值模拟
4.22MnB5超高强度钢防撞梁的冷冲压成形数值模拟
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冲压拉伸成型工艺
冲压拉伸成型工艺冲压拉伸成型工艺是一种常见的金属加工方法，通过将金属板材置于模具中，施加压力使其发生塑性变形，从而得到所需要的形状和尺寸。
这种工艺广泛应用于汽车、航空航天、家电等行业，是制造业中不可或缺的一环。
冲压拉伸成型工艺的关键在于模具的设计和选材。
模具是成型的核心，它承受着巨大的压力和摩擦力。
因此，模具必须具备足够的强度和硬度，以保证成型过程中不发生变形或破裂。
同时，模具的表面光洁度也至关重要，以避免在成型过程中产生划痕或其他缺陷。
在冲压拉伸成型过程中，材料的选择也至关重要。
通常使用的材料包括钢板、铝板、铜板等。
不同材料具有不同的力学性能和成形特性，需要根据具体的产品要求来选择合适的材料。
此外，材料的厚度也会影响成型的难度和效果，过厚或过薄的材料都会增加成型的难度。
冲压拉伸成型工艺的优点在于可以快速、高效地批量生产复杂形状的零部件。
与其他传统加工方法相比，冲压拉伸成型工艺具有以下几个显著的优势：成本较低。
冲压拉伸成型工艺可以在短时间内完成多道工序，大大提高了生产效率和产品质量，从而降低了生产成本。
精度高。
冲压拉伸成型工艺采用模具定位和控制系统，可以精确控制成型过程中的各项参数，确保产品尺寸和形状的精度。
适用性广。
冲压拉伸成型工艺适用于各种金属材料和复杂形状的产品，可以满足不同行业的需求。
生产效率高。
冲压拉伸成型工艺可以实现自动化生产，大大提高了生产效率和产品质量。
然而，冲压拉伸成型工艺也存在一些挑战和限制。
首先，模具的制造和维护成本较高，需要专业的技术和设备支持。
其次，对于一些特殊形状和材料的产品，冲压拉伸成型工艺可能无法满足要求，需要采用其他加工方法。
此外，冲压拉伸成型过程中还会产生一定的废料和能耗，对环境造成一定的影响。
冲压拉伸成型工艺是一种重要的金属加工方法，具有广泛的应用前景。
它不仅可以提高生产效率和产品质量，降低生产成本，还可以满足不同行业的需求。
随着技术的不断进步和创新，冲压拉伸成型工艺将会更加成熟和完善，为制造业的发展带来更多的机遇和挑战。
冲压拉伸成型工艺
冲压拉伸成型工艺冲压拉伸成型工艺是一种常用的金属加工方法，它能够将金属板材通过模具的作用力，使其在拉伸的同时产生塑性变形，从而得到所需形状的产品。
本文将从冲压拉伸成型工艺的原理、应用范围以及发展趋势等方面进行介绍。
一、冲压拉伸成型工艺的原理冲压拉伸成型工艺是通过将金属板材置于模具之间，施加拉力使其产生塑性变形，从而得到所需形状的产品。
在拉伸过程中，金属板材受到的应力和应变分布不均匀，在变形过程中产生各种应力状态，如剪切应力、压缩应力和拉伸应力等。
通过合理设计模具结构和控制成型参数，可以使金属板材得到均匀的塑性变形，从而得到满足要求的产品。
冲压拉伸成型工艺广泛应用于汽车、家电、航空航天等各个领域。
在汽车制造中，冲压拉伸成型工艺被广泛应用于车身件、发动机罩、门板等部件的制造。
在家电制造中，冲压拉伸成型工艺被应用于电视机壳、洗衣机罩等产品的制造。
在航空航天领域，冲压拉伸成型工艺被应用于飞机外壳、发动机零件等的制造。
三、冲压拉伸成型工艺的发展趋势随着科技的不断进步，冲压拉伸成型工艺也在不断发展。
一方面，现代模具技术的进步使得冲压拉伸成型工艺的精度和效率得到了提高。
另一方面，新材料的出现也为冲压拉伸成型工艺的发展提供了新的机遇。
例如，高强度钢、铝合金等材料的应用使得产品的强度和轻量化得到了提升。
此外，数字化技术的应用也为冲压拉伸成型工艺的优化提供了新的思路。
通过建立数学模型和仿真分析，可以更加准确地预测产品的形状和性能。
冲压拉伸成型工艺是一种常用的金属加工方法，它在汽车、家电、航空航天等领域得到了广泛应用。
随着科技的进步，冲压拉伸成型工艺也在不断发展，为各行各业的产品制造提供了更加高效、精确的解决方案。
板料的冲压成形性能与成形极限
§6.1 概述
成形极限图（FLD）就是由不同应变路径下的局部极限 应变构成的曲线或条带形区域，它全面反映了板料在单向和 双向拉应作用下抵抗颈缩或破裂的能力，经常被用来分析解 决成形时的破裂问题。
§6.1 概述
全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性 （fitability）和定形性（shape fixability），故影响因素很多， 如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件（变 形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作 水平等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
一、各种冲压成形方法的力学特点与分类
正确的板料冲压成形工艺的分类方法，应该能够明确地 反映出每一种类型成形工艺的共性，并在此基础上提供可能 用共同的观点和方法分析、研究和解决每一类成形之艺中的 各种实际问题的条件。在各种冲压成形工艺中毛坯变形区的 应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模具和确定极限 变形参数的主要依据，所以只有能够充分地反映出变形毛坯 的受力与变形特点的分类方法，才可能真正具有实用的意义。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
冲压成形时，在应力状态满足屈服准则的区域将产生塑 性变形，称为塑性变形区（A区）。不同工序，随着外力作 用方式和毛坯及模具的形状、尺寸的不同，变形区所处的部 位也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域，不会产生塑 性变形，称为非变形区。根据变形情况，非变形区又可进一 步分为已变形区(B)、待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变 形区和不变形区还起传力的作用，可称其为传力区(B 、C)。 图所示为拉深、翻边、缩口变形过程中毛坯各区的分布。
贴模性（fittability）：板料在冲压过程中取得模具形状 的能力。
定形形（shape fixability）：零件脱模后保持其在模内 既得形状的能力。
板料冲压成形工艺
板料冲压成形工艺板料冲压成形工艺是一种常见的金属加工方式，广泛应用于各个行业。
通过冲压工艺，可以将平板金属材料以定型的方式快速、高效地加工成各种形状的产品。
首先，板料冲压成形工艺需要选取适合的板料材料。
常见的板料有钢板、铝板、铜板等，选择不同的材料可以根据产品的需求来确定。
一般来说，冲压需要的板料应具有良好的可塑性、韧性和强度，以确保成形过程中不会出现断裂、崩裂等问题。
其次，冲压成形前需要进行设计和制作模具。
模具是冲压成形的重要工具，直接影响产品的质量和成形效果。
模具的设计应考虑到产品形状、尺寸和精度要求等因素，制作出合适的模具来保证冲压过程中产品的准确性和一致性。
接下来，进行板料的冲压加工。
冲压加工一般包括料加工、冲压和退料三个过程。
在料加工过程中，将原材料按照尺寸要求进行裁剪和整理。
在冲压过程中，将模具和板料放入冲床中，通过上下冲击力使板料在模具中形成所需的形状。
在退料过程中，将成形好的产品从模具中取出，并对模具和产品进行检查和修整。
最后，对成形后的产品进行表面处理。
根据产品的要求，可以选择进行喷涂、电镀、镀锌等表面处理，以提高产品的美观度和耐腐蚀性。
总之，板料冲压成形工艺是一种非常重要的金属加工方式。
通过选择适合的板料材料、设计和制作合适的模具，以及进行冲压和表面处理，可以实现高效、快速、精确地生产出各种形状的金属制品。
这种工艺不仅广泛应用于汽车、家电、电子、航空等行业，而且在工业制造中也发挥着重要的作用。
板料冲压成形是一种基于金属板材的加工技术，广泛应用于汽车制造、家电制造、航空航天等众多行业。
它可以通过冲压机械设备将板材经过一系列的工艺步骤转化为所需的形状和尺寸。
在工业制造中，板料冲压成形是一种高效、成本低、质量可控的加工方式。
首先，板料冲压成形需要选取适合的板料材料。
不同材料具有不同的物理和化学特性，选择合适的板料可以达到产品的设计要求。
常用的板材材料有冷轧板、热轧板、镀锌板、铝板等。
超高强度钢板冲压件热成形工艺
超高强度钢板冲压件热成形工艺摘要：随着国民物质生活水平的提高，大家对汽车安全性的要求也越来越强烈，因此，高强度、超高强度钢板在汽车车身上的应用也越来越广泛。
然而，由于高强度、超高强度钢板在常温下强度较高，变形抗力比较大，导致利用常规冷冲压成形的方式很难成形，因此高强度、超高强度钢板热冲压成形技术就应运而生。
目前，高强度钢板热冲压成形零件已经广泛应用于国内外汽车车身的重要零件上。
关键词：热冲压成形；超高强度钢板；模具设计；冷却系统；数值模拟；一、热冲压成形工艺原理首先把常温下强度为500~600MPa的高强度硼合金钢板加热到880~950℃，使之均匀奥氏体化，然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形，之后保压快速冷却淬火，使奥氏体转变成马氏体，成形件因而得到强化硬化，强度大幅度提高。
比如经过模具内的冷却淬火，冲压件强度可以达到1500MPa，强度提高了250%以上，因此该项技术又被称为“冲压硬化”技术。
实际生产中，热冲压工艺又分为两种，即直接工艺和间接工艺。
直接工艺，下料后，直接把钢板加热然后冲压成形，主要用于形状比较简单变形程度不大的工件。
对于一些形状复杂的或者拉深深度较大的工件，则需要采用间接工艺，先把下好料的钢板预变形，然后再加热实施热冲压，二、热冲压成形工艺的主要影响因素2.1材料热冲压成形工艺中采用的是一种特殊的具有自硬性的硼合金高强度钢板。
和现在的双相钢、相变诱导塑性钢、复相钢、马氏体钢等汽车高强度钢板不同，这些钢板常温下强度就很高，并且通常都采用冷冲压工艺制造零部件，成形前后零件的微观组织没有变化，强度等指标基本上保持不变。
而热成形工艺中使用的硼合金钢板是一种低碳微合金钢，添加了一定量的B元素，提高了钢板的淬火性能，成形后发生相变，强度等指标成倍提高。
另外，还添加了Ti，Cr，Mo，Cu，Ni等多种合金微量儿素，因而提高了材料的屈服强度以及其他力学性能，材料力学性能也很稳定。
典型的热冲压成形钢板22MnB5的下要成分，这种钢板常温下的强度不很高，抗拉强度仅有500700MPa，塑性、可成形性等性能也很好，而通过热成形工艺的加热、成形、冷却后，成形件被淬火，微观组织转变成马氏体，强度、硬度等指标大幅度提高，屈服强度可以达到1000MPa以上，抗拉强度达到1500MPa，硬度可以达到50HRC。
高速冲压技术的研究
高速冲压技术的研究1. 引言高速冲压技术是一种在冲压过程中实现高效、高精度的加工方法。
随着现代制造业的快速发展，对产品质量和生产效率的要求越来越高，高速冲压技术作为一种重要的加工方式被广泛应用。
本文将详细介绍高速冲压技术的研究现状、发展趋势以及在不同工程领域中的应用。
2. 高速冲压技术的定义和特点高速冲压技术是一种利用冲压设备进行金属板材或线材的加工方法。
该技术采用高速、高频率的连续冲击力将板材变形，从而达到对材料进行切割、成形或定位等目的。
相比传统的冲压工艺，高速冲压技术具有以下特点：•高速性：高速冲压设备具备高转速、高动态响应、高加速度的特点，能够实现快速连续的冲击动作，从而提高生产效率。
•高精度性：高速冲压设备的控制精度较高，能够实现复杂的冲压运动路径和形状，保证产品的精度和质量。
•高柔性性：高速冲压设备具有较高的自适应能力，能够根据不同的工件要求进行自动调整和优化，满足多品种、小批量的生产需求。
3. 高速冲压技术的研究现状目前，全球范围内对于高速冲压技术的研究主要集中在以下几个方面：•高速冲压设备的研制与改进：研究人员在高速冲压设备的结构、材料和控制系统等方面进行不断的创新与改进，提高设备的性能和稳定性。
•高速冲压工艺的优化：通过分析和模拟高速冲压过程中的力学行为和热特性等因素，优化冲击力的传递和材料变形过程，提高冲压的效率和质量。
•材料特性的研究：研究人员通过分析材料的力学性能、塑性变形特性和断裂行为等特性，为高速冲压过程中的材料选择和变形控制提供理论依据。
•高速冲压模具的设计与制造：研究人员通过新材料、新工艺和新技术等手段，提高模具的耐用性和加工精度，为高速冲压提供可靠的模具支持。
4. 高速冲压技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和制造业的快速发展，高速冲压技术在未来将呈现以下几个发展趋势：•多工艺集成：高速冲压技术将与其他加工工艺如激光切割、焊接等进行集成，实现自动化生产线的搭建，进一步提高生产效率和产品质量。
板料冲压成形工艺课件
板料冲压成形工艺课件引言板料冲压成形工艺是一种常用于工业生产中的成形方法，通过对金属板材进行冲击、压制、拉伸等方法，将板材加工成所需的形状和尺寸。
本课件将介绍板料冲压成形工艺的基本原理、工艺流程和相关设备等内容。
一、基本原理板料冲压成形工艺基于金属板材的塑性变形特性，通过外力的作用，使板材在模具的作用下发生塑性变形。
其基本原理可以简述为：11.应用外力：通过机械力或液压力等作用于金属板材上，使其变形。
2.模具的应用：通过合适的模具，使板材在其作用下发生塑性变形，得到所需的形状。
3.板材的弹性回复：在施加外力后，板材会发生弹性回复，形成最终的成形件。
二、工艺流程板料冲压成形工艺通常包括以下几个主要的工艺步骤：21.板材切割：将原材料的金属板材按照所需的尺寸进行切割。
2.冲孔和开槽：根据产品的要求，在板材上冲孔或开槽，以便后续的成形。
3.弯曲和拉伸：通过模具的作用，使板材发生弯曲或拉伸变形，得到所需的形状。
4.敲凸和冲切：对成形件进行敲凸或冲切，去除多余的材料，得到最终的成形件。
5.表面处理：对成形件进行表面处理，如打磨、喷漆等，提高其外观质量。
三、常用设备在板料冲压成形工艺中，常用的设备有：31张伟、陈静. 金属板材冲压成形的原理与方法[J]. 机械工程, 2010, 10.2曾志伟、刘洪聪. 机械冲压工艺基础[M]. 机械工业出版社, 2017.1.冲床：用于施加冲击力和压力，将金属板材塑性变形。
2.模具：用于加工金属板材的工具，决定成形件的形状和尺寸。
3.剪切机：用于板材的切割，将金属板材按照所需尺寸进行切割。
4.折弯机：用于将金属板材进行弯曲，得到所需的形状。
5.敲料机：用于敲凸和冲切，去除多余的材料。
四、注意事项在进行板料冲压成形工艺时，需要注意以下几个事项：41.板材的选择：选择合适的板材材料和厚度，以满足产品的要求。
2.模具的设计：合理设计模具，确保成形件的质量和尺寸准确。
3.工艺参数的控制：控制冲床的冲击力、压力等工艺参数，以达到最佳的成形效果。
板材冲压成形的基本知识课件
板材冲压成形的应用领域
汽车制造
家用电器
建筑行业
其他领域
汽车车身覆盖件、零部 件等。
外壳、内部结构件等。
金属板材门窗、幕墙等 。
金属包装容器、金属艺 术品等。
板材冲压成形的基本原理
01
02
03
塑性变形
板材在压力作用下发生塑 性变形，从而获得所需形 状和尺寸。
板材的力学性能与厚度
力学性能
指板材在受力时的表现，如强度、硬度、韧性等。这些性能对冲压成形的效果有直接影 响。
厚度
板材的厚度会影响其成形性能和刚性。较厚的板材在冲压时不易发生变形，而较薄的板 材则容易产生较大的变形。
04
板材冲压成形的缺陷与质量控制
起皱与破裂
起皱
在板材冲压过程中，由于材料的流动应 力、切向压应力或切向应变率等因素影 响，板料在弯曲变形区出现多余的金属 材料聚集，形成皱纹的现象。
模具设计
模具是实现板材冲压成形 的重要工具，其设计直接 影响产品的质量和生产效 率。
材料性能
材料的塑性、强度、韧性 等性能对冲压成形效果有 重要影响。
02
板材冲压成形的工艺流程
原材料准备
原材料选择
根据产品要求选择合适的板材，如不锈钢、碳钢板、铝板等 。
板材的剪裁与切割
将大块板材剪裁成适合冲压的小块，并进行必要的切割。
VS
破裂
在板材冲压过程中，由于材料的抗拉强度 不足或变形量过大，导致板料出现裂纹或 断裂的现象。
回弹与畸变
回弹
在板材冲压过程中，板料弯曲变形后，当外 力去除时，由于弹性变形恢复，弯曲角度会 发生变化的现象。
板料冲压成形性能及冲压材料
板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。
具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。
冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。
下面分别讨论。
(一)成形极限在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。
对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。
例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。
这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。
依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。
冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。
因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。
归纳起来，大致有下述几种情况：1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。
压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。
2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。
也分为两种情况：1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。
2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。
非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。
高强钢热冲压成型工艺流程 预热处理 冲压成形 淬火
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形淬火高强钢热冲压成型工艺流程主要包括以下三个阶段：
1.预热处理：首先，将高强钢板材加热至900摄氏度以上，然后在加热炉中保温
5-8分钟，使板料均匀奥氏体化。
这个阶段的目的是获得均匀奥氏体化的高强钢板料，以便进行后续的冲压成形。
2.冲压成形：将预热处理后的板料从加热炉中运送到模具内，进行高速成形的液
压机快速成形。
在成形过程中，板料的温度需要保持在马氏体转变温度以上的奥氏体区，以保证板料有良好的成形性和最终的机械性能。
3.淬火：在冲压成形结束后，进行保压和淬火处理。
这个阶段的目的是使成形件
得到强化，通过淬火使奥氏体转变为马氏体，提高零件的强度和硬度。
此外，根据具体的材料和工艺要求，可能还需要进行去氧化皮、激光切边冲孔、涂油防锈处理等后续操作。
高强钢热冲压成型工艺是一种先进的制造技术，广泛应用于汽车、航空航天等领域，可以提高零件的强度和安全性，同时实现零件的轻量化。
高强钢的冷冲压成型
高强钢的冷冲压成型精益生产、绿色生态高性能润滑剂可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、压裂或被焊接到模具上。
好的润滑剂还能够减少摩擦热量，使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。
汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。
但受能源短缺、环境污染等问题的影响，该行业发展之矛盾也日益凸显。
展望未来，该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下，其发展才可持续。
在此背景下，汽车轻量化以及高强钢的应用成为了重要发展方向。
但受高强钢板材强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。
在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。
该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。
但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。
据调查统计，部分汽车品牌高强钢的应用不断扩大，有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%。
一、高强钢特点及成型问题分析根据美国钢铁学院能量部的研究，即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。
高强钢的延展率只有普通钢材的一半(如下图1)同时，当材料被冲压成形时，会变硬，不同的钢材，变硬的程度不同（如下图2）。
一般高强度低合金钢只略有20MPa增加，不到10％。
注意：双相钢的屈服强度有140MPa增加，增加了40％多！金属在成形过程中，会变得完全不同，完全不像冲压加工开始之前。
这些钢材在受力后，屈服强度增加很多。
材料较高的屈服应力加上加工硬化，等于流动应力的大大增加。
因此，开裂、回弹、起皱、工件尺寸、模具磨损、微焊接磨损（如下图3）等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。
高强钢屈服强度普通高强钢HSS 210Mpa30KSI比低碳钢含更多的碳和锰高强度低合金钢HSLA 280-550Mpa40-79KSI细晶铁素体与碳和/或者氮析出物，含钛、钒，冲压时，板材屈服强度-YS，仅增加-伊苏只增加20Mpa(3KSI)热处理硬化钢180-280Mpa26-40KSI在冲压加工成形过程中被硬化或者经过烤箱170F（20-30分钟），屈服强度提高70Mpa(10KSI)双相钢350-600Mpa50-86KSI软铁素与岛状马氏体。
高强钢热冲压成型工艺流程 预热处理 冲压成形
高强钢热冲压成型工艺流程预热处理冲压成形一、预热处理预热处理是高强钢热冲压成型工艺的重要环节之一，其主要目的是使钢板均匀加热至奥氏体状态，并减小变形抗力。
预热处理的温度和时间取决于高强钢的化学成分、板材厚度和加热方式。
预热处理的加热速度应尽可能均匀，以减小内应力和变形。
二、冲压成形冲压成形是将预热处理后的钢板通过模具进行塑性变形的过程。
冲压成形的参数主要包括压力、速度、时间和行程等，这些参数将影响产品的质量和模具的使用寿命。
合理的冲压成形参数可以提高产品的精度和表面质量，减小产品内部的残余应力和裂纹。
三、淬火处理淬火处理是将热冲压成型后的产品快速冷却至室温的过程。
淬火处理的目的是通过快速冷却来提高产品的强度和硬度，同时保持较好的塑性和韧性。
淬火处理可以采用水淬、油淬或盐浴淬火等方式，具体选择应根据产品的性能要求和生产条件来确定。
四、回火处理回火处理是将淬火处理后的产品加热至某一温度，并在该温度下保温一定时间，然后冷却至室温的过程。
回火处理的目的是通过调整产品的组织结构和相组成来控制其力学性能，以满足不同应用场景的需求。
回火处理的温度和时间应根据产品的性能要求和生产条件来确定。
五、表面处理表面处理是高强钢热冲压成型工艺的最后环节，其主要目的是提高产品的表面质量和耐腐蚀性能。
表面处理的方法包括喷涂、电镀、氧化等，具体选择应根据产品的应用场景和性能要求来确定。
表面处理可以提高产品的使用寿命和外观质量，同时增强其防腐蚀性能。
通过以上五个方面的介绍，可以看出高强钢热冲压成型工艺的流程涉及多个环节。
在生产过程中，要保证每个环节的质量和稳定性，以获得高性能的高强钢制品。
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法1适用范围本规范规定了金属板材不同变形方式下成形极限减薄率测试的相关术语和定义、试验原理、参数定义、符号和说明、试验方法、试验环境、试验装备、试验过程、数据处理和试验报告要求等。
适用于金属板材，包括金属钢板、铝合金、镁合金等冲压用板材的成形极限减薄率评价，适用金属板材厚度区间0.35-3.0mm。
2规范性引用文件下列文件对于本技术规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。
1）GB/T 1.1 规范化工作导则第1部分：规范的结构和编写；2）GBT 15825.1-2008 金属薄板成形性能与试验方法第1部分：成形性能和指标；3）GBT 15825.2-2008 金属薄板成形性能与试验方法第2部分：通用试验规程；4）GBT 15825.3-2008 金属薄板成形性能与试验方法第3部分：拉深与拉深载荷试验；5）GBT 24524-2009 金属材料薄板和薄带扩孔试验方法；6）GBT 232-2010 金属材料弯曲试验方法(2011-6-1实施)；7）GBT 24171.1-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第1部分：冲压车间成形极限图的测量及应用；8）GBT 24171.2-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第2部分：实验室成形极限曲线的测定；9）GBT 228-2008 金属材料拉伸试验方法；注：执行引用标准的最新版本，当引用标准与本标准发生不一致值，需要对本标准进行更新。
3参数定义，符号和说明1）21εε，：主真实应变（Major strain ）、次真实应变（Minor strain ），单位：-。
2）lim -t e ：极限减薄率（limit thinning rate ），单位：-。
3）PS ：平面应变状态对应的试样宽度，单位：mm 。
冲压成形的特点与基本规律
又因2r 0，由式(2.2)一定有 r 0 即在压应力的方向上的应变是负的，是压缩变形。。
由于r ,0，当 r 时，r 0 ；单向压应力状态( r 0
)时，有r / 2 0。 这种应力和变形状态处于冲压应力图中的AOB 范围(见图2.2)， 在冲压变形图中处于COD范围(见图2.3)。
又因 r 0 ，则 (r ) 0 ，所以必定有t 0 ，即在板厚 方向上的应变是正的，板料增厚。 在 方向上的变形决定于 r和 的数值；当 2r时， 0 当 2 r时， 0 ；当 2 r时， 0。
双向等压应力状态( r 0 )时，有r 0；单向压应力状
t 0 和 r 0 ， t 0。
1. r 0， t 0 时的应力状态
当 r 0 ， t 0 按全量理论可以写出如下应力与应变的关
系
r t k
r m m t m
(2.1)
式中：r ， ，t ——分别是轴对称冲压成形时的经向、纬向
和厚度方向上的主应变；
与厚度 方r ，向 上，的 t主—应—力分；别是轴对称冲压成形时的经向、纬向 m ——平均应力，m (r t ) / 3 。
4. r 0， 0 ，r 时的应力状态 当 r 0， 0，r 时，由式(2.2)可知2r 0 ，所以一定 有 r 0 。这表明，在异号应力作用的平面应力状态时，如果
绝对值最大的应力是拉应力，则在这个绝对值最大的压应力
方向上的应变是正的，即为伸长变形。 又因2 r 0 ，由式(2.2)一定有 0 即在压应力的方向上的应变是负的，是压缩变形。
冲压成形过程是不断变化的连续过程，各个区域之间可以
相互转化。
对变形区与不变形区的判断 ：如果毛坯中某部分内任意两
高速冲压成型的应变速率控制策略
高速冲压成型的应变速率控制策略高速冲压成型是一种常用的金属成形工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
在高速冲压成型过程中，应变速率控制策略是关键的技术之一。
本文将从材料应变速率敏感性、应变速率控制方法和应变速率控制策略的优势等方面进行论述。
一、材料应变速率敏感性材料的应变速率敏感性是指材料的流变应力随应变速率的变化程度。
在高速冲压成型中，材料的应变速率通常非常高，因此材料的应变速率敏感性对成型过程的影响非常大。
材料的应变速率敏感性越高，材料的流变应力随应变速率的变化越大，成型过程中材料的变形能力也越好。
二、应变速率控制方法为了实现高速冲压成型的应变速率控制，需要采取相应的方法。
常见的应变速率控制方法包括：提高冲压速度、采用多级冲压工艺和采用应变速率控制模具等。
提高冲压速度是一种简单有效的应变速率控制方法。
通过提高冲压速度，可以使材料在短时间内获得较大的应变速率，从而提高材料的变形能力。
然而，过高的冲压速度可能导致材料的应变速率过大，使材料产生过大的流变应力，从而引起材料的断裂或变形不均匀等问题。
采用多级冲压工艺是一种常用的应变速率控制方法。
多级冲压工艺可以将材料的应变速率分散到不同的冲压工序中，从而降低每个工序中的应变速率，减小材料的流变应力。
通过合理设计多级冲压工艺，可以使材料的变形过程更加均匀，提高成型件的质量。
采用应变速率控制模具是一种较为复杂的应变速率控制方法。
应变速率控制模具通过控制模具的运动速度和形状，使材料在成型过程中获得特定的应变速率。
应变速率控制模具可以根据不同的成型要求，实现不同的应变速率控制策略，从而获得理想的成型效果。
三、应变速率控制策略的优势高速冲压成型的应变速率控制策略具有以下优势：首先，应变速率控制策略可以提高材料的变形能力。
通过控制应变速率，可以使材料在短时间内获得较大的应变，从而提高材料的变形能力，实现复杂形状的成型。
其次，应变速率控制策略可以改善材料的成形性能。
冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
2福井、吉田扩孔试验 鉴于板材冲压成形性能的不断提高，在标准的
KWI扩孔试验装置上进行扩孔试验，某些塑性很高的 板料无法分出优劣。因此，为了加大各种板材的试验 差值，提高试验精度，日本的福井伸二、吉田清太提 出了另一种型式的扩孔试验——利用球形冲头的扩孔 试验。
t0
Dp
备注
0.5以下 10.~20 2ri≈0.2Dp 0.5~2.0 30~50 D0≥2.5Dp 2.0以上 50~100
3杯形件拉深试验（Swift试验）
Swift试验是以求极限拉深比LDR作为评定板材拉 深性能的试验方法。 试验所用装置与试验标准分别见图和表。
Swinft试验装置（1-冲头 2-压边圈 3-凹 模 4-试件）
n i1 N
i1 i1 N
N (xi )2 ( xi )2
i 1
i 1
r值测量计算 根据r值的数学定义，有：
r=εb/εt 式中：r 塑性应变比 εb、εt 试样宽度、厚度方向的真实应变 b 试样拉伸变形后标距内的宽度 b0 试样标距内的原始宽度 t 试样拉伸变形后的厚度 t0 试样原始厚度
1 扩孔试验 KWI 扩孔试验
KWI扩孔试验是由德国的KWI研究所首先提出。 扩孔试验作为评价材料的翻边性能的模拟试验方 法，
是采用带有内孔直径为d0的圆形毛坯，在图 所示的模具中进行扩孔，直至内孔边缘出现裂纹 为止。测量此时的内孔直径d f，并用下式计算 极限扩孔系数λ
式中：do—试样内孔的初始直径（mm）； df—孔缘破裂时的孔径平均值（mm）。
法，简单、可靠，并能清楚反映材料受外力时 表现出的弹性、塑性和断裂三个过程。因此， 拉伸试验是评价板材基本力学性能及成形性能 的主要试验方法。
3-2板料冲压成形性能及极限
局部成形极限 反映板料失稳 前局部尺寸可 以达到的最大 变形程度。
总体成形极限 反映板料失稳 前总体尺寸可 以达到的最大 变形程度。
（2）成形极限图 概念
成形极限图（FLD） 是用来表示金属薄板在变 形过程中，在板平面内的 两个主应变的联合作用下， 某一区域发生减薄时，就 可以获得的最大应变量。
成形极限图的应用
FLD可以用来评定板料的局部成形，成形极限图的应变水平越高， 板料的局部成形性能越好。
FLD可用来判断复杂形状冲压件工艺设计的合理性，在板成形的 有限元模拟中，成形极限图被用来作为破裂的判断准则。
FLD可用来分析冲压件的成形质量，并提供改变原设计中成形极 限的工艺对策，以消除破裂或充分发挥材料的成形能力。
FLD可用来对冲压生产过程进行监控，及时发现和解决潜在发展 的不利因素，以保轴、短 轴的尺寸即为变 形过程中，厚度 发生减薄，得到 最大变形量。
计算出椭圆的长 轴、短轴应变， 可得出次点的极 限应变。
取得足够的试验数据后，以椭圆的长轴应变ε1为纵坐 标，短轴应变ε2为横坐标，就可以绘制出成形极限图。
成 形 极 限 图
图中的阴影区域叫做临界区，变形如果位于临界区，说明此 处板材有濒临破裂的危险。因此FLD是判断和评定板材成形性能的 最简单和最直观的方法。
板料冲压成形性能及 极限
2．板料成形极限和成形极限图 （1）板料成形极限 板料在成形过程中可能出现两种失稳现象：
一种是拉伸失稳，板料在拉 应力作用下局部出现断裂或
缩颈；
另一种叫做压缩失稳，板料 在压应力作用下出现起皱。 板料在失稳之前可以达到的 最大变形程度叫做成形极限。
成形极限分为局部成形极限和总体成形极限。
绘制 实验之前，通过化学腐蚀法在板料表面制出
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2015 年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目: 板材成形性能与塑性失稳理论学生所在院（系）:材料科学与工程学院学生所在学科:材料工程学生姓名学号学生类别:应用型考核结果阅卷人高速率板材冲压成形高速率成形技术指在极短的时间内，将巨大能量通过介质（空气或水等）以高压冲击波作用于工件，使其在极高的速度下变形和紧贴模具而成形的一种加工方法。
它在大约几十到几百微秒的短促时间内，将能量由化学能源、电能源或其它机械能源，通过介质(空气或水等)以高压冲击波作用于工件，高速率成形的成形速率高达50-300m/s，与传统金属成形工艺最大的不同在于压力大、压力持续时间短，工件变形速度快，主要靠获得的动能，在惯性力的作用下成形。
与机械冲压成形技术、准静态液压成形技术等传统成形技术相比，具有成形力量大、成形时间短、装置简单等特点。
高速动车、航空航天、武器装备等制造业结构的轻量化要求对高强度难成形材料（如铝合金、镁合金、高强度钢等）应用日益增加，高速率成形技术因其具有提高难成形材料成形性能和减小工件回弹的优势，显示出越来越重要的应用价值。
高速率成形技术包括爆炸成形、电磁成形和液电成形等。
在高速率成形中，极高的成形压力在极短时间内加载使得工件上具有非常大的惯性力和动能，惯性的作用不可忽略。
因为高速率成形是高能量在短时间内的释放，所以高速率成形也称为高能率成形(High Energy Rate Forming)〕。
高成形速率使得多种难金属工件的成形性得到提高，使某些难加工的金属也能变得容易成形，并且在正确选择工艺参数及边界条件的情况下，可以使金属得到远大于传统准静态成形所能达到的变形程度。
1.爆炸成形技术爆炸成形是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的化学能使金属坯料产生塑性变形的高速率成形方法。
爆炸瞬间释放出的巨大化学能转化为周围介质的高压冲击波，并以脉冲形式作用于毛坯，使其发生塑性变形。
爆炸成形技术可将成形能量直接作用于金属坯料，也可以通过空气、水和砂等介质传播后作用于坯料。
利用介质传播爆炸成形能量的成形方法主要用于板材和管件成形、压印和翻边等，直接作用于金属坯料的爆炸成形主要用于胀形、挤压、焊接、粉末压实和表面强化等。
爆炸成形技术作为高速率成形技术相较于传统成形技术具有简化的设备和模具，高速率成形带来的低回弹率，以及可以对大型零件生产加工等特点。
但是，爆炸成形多为户外作业，受气候环境影响严重，且自动化程度低，生产效率较低，只适合单件小批量生产；危险性高、操作条件高，阻碍了其广泛应用。
2.液电成形技术液电成形是在液中高压放电产生冲击波实现零件高速成形。
图2.1是液电成形的电路原理。
电源电压经升压整流后形成高压，对高压电容器进行充电，电容器电压达到放电开关辅助间隙的击穿电压时，高压脉冲电容所储存的能量在放电电极上突然释放，在强电场作用下，液体介质发生解离和碰撞电离，形成放电通道，高压电容器会瞬时向放电通道输入巨大电能，使放电通道骤然膨胀，由液体介质传递冲击波向四周高速膨胀，实现零件高速成形。
图2.1 高电压冲击电流发生装置液电成形技术特点有以下几点：（1）成形速度快。
液中放电产生的爆炸冲击力可达103至104MPa，产生的冲击波传播速度可达超音速，成形速度达每秒几百米，远高于传统成形技术成形速度的每秒几米至几十米。
（2）成形质量高。
高成形速率提高了材料的塑性变形性能和减小了材料回弹，液体介质代替模具减小了零件表面磨损，因而，液电成形具有良好的成形精度和表面质量。
一般认为液电成形技术精度可达到0.02至0.05mm。
图2.2是研究人员对比机械冲压成形、准静态液压成形和液电成形Ｖ型槽的实验，准静态液压成形获得的零件顶端半径为1.75mm，而液电成形技术获得的零件顶端半径为0.8mm。
（3）易于实现机械化和自动化。
液电成形的成形能量由电容储存电能提供，因此，成形能量可通过电容器的电容和充电电压来控制，易于实现，且重复性好，有利于生产过程的机械化和自动化。
（4）设备通用性强。
液电成形设备主体是一套电器装置，成形部分只需凸模或凹模其中之一，改变放电元件参数及模具即可完成多种加工。
设备不需要运动部分，维护简单。
图2.2 不同成形方式实验装置对比3.电磁成形技术电磁成形(EMF，Electromagnetic Formingl是利用磁场力使金属坯料变形的高速成形方法。
它是利用脉冲电容器突然释放储存的能量，通过线圈产生强而短促的磁场,同时在金属毛坯上产生感应磁场，利用磁场力使金属成形。
因为在成形过程中载荷是以脉冲的方式作用于坯料的，故又称之为磁脉冲成形。
由于电磁成形中电磁脉冲能产生准静水压力，非常有利于防止工件起皱及回弹问题的改善。
电磁成形中材料变形时间短，一般在10一100ms之间完成，材料的高变形速率使得材料本身产生高塑性(HyPcrplasticity)现象，很大程度上提高了材料的延展性，并且成形后材料的残余应力低，回弹较小，相对于传统的静压成形改善了材料的应变。
图3.1 平板电磁成形示意图电磁成形是利用金属在脉冲磁场中受力作用而使其变形的一种加工方法，由于金属是在脉冲磁场中受力作用而变形的，也称磁脉冲成形，变形区内金属流动的速度可达到300m/s。
电磁成形加工中的磁场力一般为几十兆帕，峰值压力可达400一450兆帕。
电磁成形是利用磁场力，而不是利用机械力实现对金属的加工。
目前电磁成形工艺主要用于平板毛坯成形、管状毛坯的胀形缩径、连结以及冲裁。
电磁成形工作原理图电磁成形是利用金属在强脉冲磁场中受力作用而使工件发生塑性变形的一种金属成形方法。
原理如下:通过变压电源对储能电容器C充电,当高压开关K 闭合后,电容对工作线圈L放电,`在线圈中通过强的脉冲电流,工作线圈在其周围产生强的脉冲磁场,当工作线圈产生的磁场中有工件时,就可以在工件中产生强的涡流,涡流在磁场中受到强的脉冲力,如果超过了工件的屈服极限,工件就发生塑性变形。
图3.2是它的充放电原理图,图3是它的工作原理图。
Tl一变压器原边 TZ一变压器副边 R一回路中的电阻 D一二极管C一电容K一隔离间隙 L一电感线圈图3.2电磁成形充放电原理图图3.2 电磁成形工作原理图电磁成形的主要优点1.可以很方便的实现高速成形,每分钟可工作数百次,具有与普通冲压加工相近似的生产效率。
2.可以方便的实现各种工艺参数和成形过程的控制,所以容易实现生产过程的机械化和自动化。
3.电磁成形工艺不产生摩擦,无需润滑剂,也就省去了后续的清理工序,因此,对生产环境没有特殊要求,不会造成环境的污染和危害,可以在普通的金属加工厂内应用。
4.电磁成形机没有运动部分,维护工作十分简单,也不会出现机械压力机因使用不当而出现的超载损坏等问题。
5.电磁成形工艺装备及模具十分简单,只需一个凸模或凹模即可实现加工,所以模具及工装的费用低。
6.电磁成形可以实现金属和非金属的连接和装配,对装配前的零件加工精度无特殊要求,并且不必担心非金属装配零件的损坏。
7.电磁成形时,毛坯的变形不是由刚体模具的外力,而是由电磁力(体积力)引起的,因此,毛坯的表面不受损伤,可以将表面抛光工序等安排在成型加工和装配之前,而且可以减轻因刚体模具引起的局部过度变簿,另外,磁场可以穿透非金属材料,所以可以对有非金属涂层或放在容器内的工件进行加工。
8.电磁成形工艺适于加工铜、铝和低碳钢等良导体材料,对导电性能差的材料,加工效率低,但可以利用良导体做驱动片进行间接加工,或采用特制的高频率机器。
9.电磁成形的零件精度高,残余应力低,形状冻结性好,有利于提高产品的质量和使用寿命。
电磁成形工艺设计要点电磁成形可实现各种冲压加工工序,在制定电磁成形工艺过程时,应该着重分析和正确处理以下几个问题。
1.毛坯材料在电磁成形时,为使毛坯产生塑性变形所需要的作用力,是由于交变磁场(脉冲磁场)的作用使毛坯内产生感应电流作用的结果,因此,只有毛坯材料是电导体的条件下,才有可能进行电磁成形,工业用各种金属,都是电导材料,但是,它们的导电性并不相同,一般认为,导电率差的材料,可以用放电频率较高(50KHz)的电磁成形机稍补偿。
导电性能差的材料,电磁成形时的效率较低,金、银、铝、铜和它们的各种合金,导电性能好,是最适合于电磁成形加工的金属材料,低碳钢的导电性能较差,导电性能更差的金属有各种合金钢,钦合金等,在用电磁成形方法加工这些毛坯时,为了提高变形过程的效率,应该在毛坯和成形线圈之间放置一个“驱动片,利用驱动片的高导电性,使其带动低导电性材料变形。
驱动片材料应具有良好的导电性和低的强度,生产中常用退火的紫铜制作驱动片,驱动片的形状应保证能够产生较大的磁场力,对毛坯的合理作用和尽量小地消耗能量,因此,驱动片的厚度要适宜,太薄时,磁场扩散透过了驱动片,作用力减小,驱动片太厚时,则由于驱动片本身的变形耗能太大,而减少了工件的变形效果,试验表明,对于某一确定的条件,驱动片厚度有一最佳值,例如,对0.5毫米厚不锈钢平板毛坯变形时驱动片厚度最佳值为0.4毫米。
2.毛坯几何形状.毛坯的几何形状必须保证感应电流不受阻碍,畅通无阻,因此电磁成形作用的毛坯上不应开有细长的孔,以免切断感应电流的通路。
从原理上讲,电磁成形毛坯的厚度与尺寸的上限是没有的,只要电磁成形机的能量足够,大尺寸零件的成形应当不成问题的,但是,目前最大的电磁成形机的能量是500KJ,因此,从经济角度出发,电磁成形零件的厚度和尺寸均不宜过大,电磁成形零件的厚度不宜过小,否则成形效率低,而且严重时可能影响效果,电磁成形的最小厚度决定于被加工金属的种类,电磁成形机的放电频率等因素,如果被加工的金属导电性能良好(金、银、铜、铝、镁、等),而且应用放电频率较高(5OKHZ)的电磁成形机时,材料的最小厚度可达到0.3-0.5毫米。
3.模具电磁成形模的模腔形状,与成形件相应部分的形状,尺寸相同,电磁成形时,毛坯以很快的速度向模具表面贴靠,所以模腔内应设有足够的排气孔,必要时,应设有抽真空系统,排气孔的直径可取为成形材料厚度的一半。
电磁成形模材料,取决于成形零件的形状,厚度和材料的力学性能,当成形零件的生产批量大,所用的材料较硬时,应该采用合金模具钢或工具钢等,在小批量生产而且成形零件的原材料较软时,也可以用非金属模具,如玻璃钢、增强树脂等,冲孔模材料,应采用工具钢或冷冲模具钢。
在选用模具材料时,应尽量避免使用导电性能好的材料。
当采用导电性能好的材料制作模具时,工作线圈的脉冲电流也将在凹模内产生感应电流,其结果能阻碍毛坯向模具贴靠,有时甚至可能对毛坯产生排斥柞用。
尤其当成形毛坯较薄时,这种现象更为严重。
4.工作线圈工作线圈是把电能转变成磁场能量,是毛坯产生塑性变形的关键元件,其结构形式及电参数将直接影响成形效果。