不锈钢薄板冲压拉深加工要点

不锈钢薄板冲压拉深加工要点

不锈钢因其优异的性能而广泛应用于工业生产中，但其冲压加工性能较差，零件表面易划伤，模具易产生粘结瘤，导致冲压质量和生产效率受到极大的影响。这就要求在冲压加工过程中从模具结构、模具材料、热处理及润滑等方面着手，提高零件质量和模具寿命，更好地解决不锈钢冲压过程中存在的问题。

1. 不锈钢薄板冲压特点

（1）屈服点高、硬度高、冷作硬化效应显着、易出现裂口等缺陷。

（2）导热性比普通碳钢差，导致所需变形力大，冲裁力、拉深力大。

（3）拉深时塑性变形剧烈硬化，薄板拉深易起皱或掉底。

（4）拉深模具易出现粘接瘤现象，导致零件外径严重划伤。

（5）拉深时，难以达到预期的形状。

2. 解决不锈钢薄板冲压拉深问题的途径

分析认为，以上问题的产生，是由不锈钢本身的性能决定的，主要受以下五个方面的因素影响：一是原材料性能；二是模具的结构及冲压速度；三是模具的材料；四是冲压润滑液；五是工艺路线的安排。

（1）原材料板材的质量也是影响冲压性能的重要因素，必须采购符合国标的正规原材料。对于硬态料，冲压加工前必须进行退火，以提高加工性能。

（2）模具的结构及冲压速度为了改善拉深难度，可以把压边圈2 的压边面制成斜的，如附图所示。这样拉深时坯料3 在压边圈作用下与压边面和凹模完全处于接触状态，可以使凹模圆角部位材料承受较大的压边力，从而改善拉深难度。

不锈钢因其优异的性能而广泛应用于工业生产中，但其冲压加工性能较差，零件表面易划伤，模具易产生粘结瘤，导致冲压质量和生产效率受到极大的影响。这就要求在冲压加工过程中从模具结构、模具材料、热处理及润滑等方面着手，提高零件质量和模具寿命，更好地解决不锈钢冲压过程中存在的问题。

1. 不锈钢薄板冲压特点

（1）屈服点高、硬度高、冷作硬化效应显着、易出现裂口等缺陷。

（2）导热性比普通碳钢差，导致所需变形力大，冲裁力、拉深力大。

（3）拉深时塑性变形剧烈硬化，薄板拉深易起皱或掉底。

（4）拉深模具易出现粘接瘤现象，导致零件外径严重划伤。

（5）拉深时，难以达到预期的形状。

2. 解决不锈钢薄板冲压拉深问题的途径

分析认为，以上问题的产生，是由不锈钢本身的性能决定的，主要受以下五个方面的因素影响：一是原材料性能；二是模具的结构及冲压速度；三是模具的材料；四是冲压润滑液；五是工艺路线的安排。

（1）原材料板材的质量也是影响冲压性能的重要因素，必须采购符合国标的正规原材料。对于硬态料，冲压加工前必须进行退火，以提高加工性能。

（2）模具的结构及冲压速度为了改善拉深难度，可以把压边圈2 的压边面制成斜的，如附图所示。这样拉深时坯料3 在压边圈作用下与压边面和凹模完全处于接触状态，可以使凹模圆角部位材料承受较大的压边力，从而改善拉深难度。

1. 凸模

2. 压边圈

3. 坯料

4. 凹模

冲压不锈钢时的冲裁速度要比碳钢小1 /3, 实践证明，采用液压机的效果要优于机械式冲床。

（3）选抗粘的模具材料不锈钢拉深过程中，主要问题是粘模严重，导致模具损耗严重，影响零件外观质量，所以，解决此类问题必须采用抗粘的模具材料。

目前抗粘的模具材料主要有：①硬质合金类：碳化钨钢结硬质合金，不粘模，模具寿命高。抗粘性最好，但模具材料费用和热处理费用较高，适合大批量生产。②铜基合金类：铸铝青铜和硬铝青铜，

不粘模，寿命一般。热处理简单，适合中小批量生产采用。③3054 合金铸铁，不粘模，寿命一般。需表面淬火，适合中小批量生产采用。

在实际生产中，各单位可根据自己的热处理设备、产量、切削加工能力、冲压件要求等选择适合的材料。

一般情况下，硬质合金类和合金铸铁类模具的硬度要达到60 ~64HRC, 表面粗糙度值Ra = 0. 4μm; 铜基合金类模具需进行淬火处理，硬度150HBS 左右，表面粗糙度值Ra = 1. 6μm 可满足普通要求的不锈钢拉深。对于表面质量要求高的不锈钢拉深件，模具的表面最好能经过抛光，使表面粗糙值度达到Ra = 0. 4 ~0. 2μm, 较低的表面粗糙度值可起到减摩和提高抗粘性的作用，这对提高不锈钢冲压件表面质量，不粘模都有益处。

近年来，不断有新的抛光技术问世，据资料介绍，通过电化学抛光、超声波抛光，磨料喷射等新工艺可在短时间内降低型腔的表面粗糙度值，提高耐磨性，这些都值得我们去探索和运用。

（4）冲压润滑油材料在拉深时，要对其进行适当的润滑，可降低材料与模具间的摩擦系数，从而使拉深力下降，有润滑与无润滑相比，拉深力可降低30%左右。并且可提高材料的变形程度，降低极限拉深系数，从而减少拉深次数，更主要的是保证了工件表面质量，不致使表面擦伤。

对于筒形件的拉深，如果内表面质量要求不高，凸模不必涂润滑油，这样，有助于降低拉深系数，一般情况下，可在条料上先涂润滑油，然后放在凹模上冲压拉深。

不锈钢冲压拉深时，要选用黏度大的润滑液，一般采用氯化乙烯漆（G01 - 4）喷涂板料表面，拉深时再涂机油，冲压件表面得到保护，质量好。但氯化乙烯漆的环保性能差，更主要的是拉深后需用香蕉水清洗，气味大，对操作工健康有影响。近年来，有新型的不锈钢拉深油和水基拉深液不断问世，效果好，环保性能好，可作为替代氯化乙烯漆的不锈钢拉深润滑油。比如FH100 型拉深油，效果良好，在生产中已推广使用。

（5）安排合理的工艺路线不锈钢材料不但强度高，变形抗力大，在拉深过程中承受塑性变形而产生加工硬化，使材料的力学性能发生变化，其强度和硬度会明显提高，而本身塑性会降低，金属冷加工变形后，晶粒破碎，晶格歪扭，处于一种不稳定状态，即残存的内应力。这种内应力使变形后的拉深件有改变形状的状态趋势，致使成品或半成品长期存放会产生变形或裂纹。

为了不使拉深件及半成品由于变形抵抗力及强度的提高而发生裂纹及破裂现象，在生产过程中，必须合理安排工艺路线，选取适当的拉深系数，并进行合理的中间退火。一般情况下，不锈钢薄板首次拉深系数可选靠近下限值，后道拉深系数取中间数值。消除应力的退火温度为1050~1100℃，保温5 ~15min, 空冷。另外，对于形状要求严格的工件，可在退火后增加整形工序，效果良好。