不銹鋼拉伸開裂原因及解決方法。

不銹鋼板延展率小。彈性模量E大，硬化指數(shù)高。不銹鋼板的拉深裂開有時(shí)發(fā)生在拉深變形后，有時(shí)在拉深件從凹模中退出時(shí)立即發(fā)生；有時(shí)發(fā)生在拉深變形后的沖擊或振動(dòng)；有時(shí)在拉深變形后儲(chǔ)存或使用一段時(shí)間。

不銹鋼板拉深過程中常見問題分析：

1.裂開的原因。

低合金鋼冷硬化指數(shù)高（不銹鋼板為0.34）。低合金鋼為亞穩(wěn)定型，變形時(shí)相變，誘發(fā)馬氏體相。馬氏體相對(duì)性脆，所以很容易裂開。在塑性變形中，隨著變形量的提升，馬氏體含量也會(huì)隨著變形量的提升而提升，剩余應(yīng)力也會(huì)提升。剩余應(yīng)力與馬氏體含量的提升：馬氏體相含量越高，剩余應(yīng)力越大，加工過程中裂開的可能性越大。

2.表層刮痕形成的原因。

不銹鋼板拉深件表層的刮痕主要是由于商品和模貝表層的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在一定工作壓力下，坯料與模貝局部表層直接摩擦。此外，坯料的變形熱使坯料和金屬材料屑熔化在模貝表層，導(dǎo)致商品表層刮痕。

不銹鋼板常見成形缺陷的預(yù)防措施：

1.選擇合適的不銹鋼材料：低合金鋼中較常用的原材料是1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti。1Cr18Ni9Ti在拉深過程中比0Cr18Ni9Ti更穩(wěn)定，具有良好的抗裂性。因此，應(yīng)盡1Cr18Ni9Ti原材料。

2.合理選擇模具鋼材。不銹鋼板在深拉深過程中硬化明顯，造成金屬材料硬金屬材料點(diǎn)，導(dǎo)致粘附，使商品和模貝表層很容易刮傷和損壞，因此一般模貝不能使用工具鋼。實(shí)踐證明，選基合金模具的選擇可以消除不銹鋼板零件表層的刮痕和刮痕，降低損傷率。另一種原材料是高鋁銅基合金模具鋼材(含鋁13Wt%~16Wt%)，與SUS304不銹鋼板互溶性小，拉深件與模貝不粘，拉深件表層不易刮傷，商品打磨拋光低成本，已順利運(yùn)用于不銹鋼板拉深成型領(lǐng)域。但由于該模貝硬度低(40HRC~45HRC)，較常用于生產(chǎn)制造相對(duì)性薄厚較小的T/D商品。一般來說，在凹模表層拉深1500~2000件后，很容易造成從圓弧R開始的輻射拉深邊緣。氮化硅陶瓷（Si3N4）已變?yōu)橐活愔饕墓こ滩牧希貏e是反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷，具有良好的高低溫力學(xué)性能、耐熱沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性，可以非常方便地制成復(fù)雜的形狀零件。陶瓷材料的高韌性、高耐磨性和高化學(xué)穩(wěn)定性可以用反應(yīng)燒結(jié)氮化硅原材料模貝代替金屬材料模貝深SUS304不銹鋼板。

3.選擇合理的凸面。凹模圓弧凹模圓弧與內(nèi)應(yīng)力的大小和分散有較大提升。圓弧的半徑大，包邊條圈工作壓力總面積不夠，很容易造成不穩(wěn)定和起皺；如果圓弧太小，變形過程中原材料進(jìn)入凹模的阻力會(huì)提升，原材料不易向內(nèi)流動(dòng)和轉(zhuǎn)移，進(jìn)而提升傳力區(qū)的拉應(yīng)力，可能導(dǎo)致裂開。因此，選擇合理的凸面。凹模圓弧的半徑非常主要。凸模相對(duì)性圓弧的半徑rp/t等于4時(shí)，有益于避免裂開。凹模與凸模相對(duì)性圓弧的半徑提升，極變形程度提升。凹模相對(duì)性圓弧的半徑5mm~8mm時(shí)，有益于避免裂開。

4.之前的討論者也證明，使用薄拉深可以大大降低拉深件的切向剩余應(yīng)力，可以有效避免縱向裂開。根據(jù)不同的變形程度和原板薄厚，選擇合適的變薄系數(shù)(一般為0.9t~0.95t)。如果值太小，變形內(nèi)應(yīng)力會(huì)急劇提升，導(dǎo)致拉深件底部破裂。

5.在拉深過程中加入中間退火過程，多次拉深后進(jìn)行中間退火過程，可完全消除剩余應(yīng)力，恢復(fù)低合金鋼的組織。針對(duì)高韌性不銹鋼板，中間退火一般需要在1~2次拉深過程后進(jìn)行。例如，1Crl8Ni9Ti的加熱溫度通常為1150℃~1170℃，加熱時(shí)間為30min，并在氣流或水中冷卻。此外，無論是工藝間熱處理還是終成品熱處理，都應(yīng)盡可能在拉深后立即進(jìn)行，避免商品因長期儲(chǔ)存而變形或裂開。但退火和退火后的清洗會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)周期的提升，影響表面質(zhì)量。

6.使用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┖瓦m當(dāng)?shù)臐櫥瑒?duì)不銹鋼板的拉深有明顯的效果。潤滑劑可以在凸凹模之間形成一層具有一定韌性和延展性的薄膜，有益于不銹鋼板的拉深成形。針對(duì)拉深變形程度大、成形困難的不銹鋼板拉深件，聚氟乙烯薄膜可用作實(shí)際生產(chǎn)制造中的潤滑劑。聚氟乙烯薄膜具有優(yōu)異的抗撕裂強(qiáng)度。具有一定的韌性和延展性，易于清洗。涂上干膜后，干膜在拉深過程中可隨坯料變形，可始終將坯料與模貝分離。此外，薄膜本身具有一定的孔隙度和大量的纖維裂紋，因此也可以儲(chǔ)存一定的潤滑油，因此薄膜相當(dāng)于一層干膜潤滑劑。這種潤滑方法能有效地將變形不銹鋼板與模貝表層隔離開來，具有良好的潤滑效果，有益于提高模貝的使用壽命和商品的合格率。

7.其他預(yù)防措施%

以下預(yù)防措施也可用于不銹鋼板的拉深：

(1)由于白口鑄鐵的儲(chǔ)油性能好，很容易形成潤滑油膜，包邊條原材料可采用白口鑄鐵；

(2)錐形包邊條圈；

（3）邊緣加工光滑，無微裂縫。汽車消聲器殼體拉深缺陷解決方案某公司為福特汽車公司生產(chǎn)制造的汽車消聲器殼體（原材料為不銹鋼板）在預(yù)拉深和拉深成形過程中裂開。在實(shí)際生產(chǎn)制造中，工廠拉深裂開的概率約為5%~8%。因此，他們?cè)陬A(yù)拉深和成形拉深之間提升了退火和酸洗，但效果并不明顯。

1.零件裂開原因分析由于商品拉深深度大(預(yù)拉深度為94mm~95mm)。頭部截面小。壁薄等原因，使得零件難以拉深成形。商品的裂開部分出現(xiàn)在凸模的圓弧和凹模的圓弧處。經(jīng)分析，認(rèn)為商品拉深的原因是原材料的拉深內(nèi)應(yīng)力增大，凹角內(nèi)應(yīng)力也增大(凸角薄)裂開的原因是拉應(yīng)力超過原材料的強(qiáng)度極限；(2)凸緣總面積不合理，導(dǎo)致原材料變形阻力增大，很容易裂開；(3)如上述凹模的圓弧的半徑與應(yīng)分散密切相關(guān)。由于凹模圓弧小，零件提升了原材料變形時(shí)的阻力和傳力區(qū)的拉應(yīng)力，導(dǎo)致變形區(qū)的內(nèi)應(yīng)力過大，進(jìn)而導(dǎo)致零件在凹模圓弧處裂開；(4)只采取常規(guī)潤滑措施，變形時(shí)同一模貝表層增大，相應(yīng)地提升了的阻力和傳力區(qū)的流動(dòng)。

根據(jù)對(duì)上述裂開原因的分析，采取了以下改進(jìn)措施，使零件在拉深時(shí)裂開率大幅下降。

（1）在凹模表層涂干膜潤滑劑（主要成分為硝化棉、油性醇酸樹脂、增塑劑、極壓劑等添加劑），減少變形過程中原材料與模貝表層的摩擦阻力，使原材料更很容易從變形區(qū)流向傳力區(qū)。干膜潤滑劑的干膜可將模貝與坯料分離，避免零件表層刮傷和模貝粘結(jié)，提高零件表面質(zhì)量和成品率。同時(shí)，干膜本身也具有一定的韌性，有益于原材料的加深成型；

（2）優(yōu)化凸緣直徑，降低拉應(yīng)力，降低變形阻力。提升次拉深的模貝水平尺寸，提升次拉深的凹模圓弧；

（3）綜合分析后，決定在預(yù)拉深過程結(jié)束后提升切邊過程，盡量切除多余原材料，降低原材料成形阻力，有效避免原材料在進(jìn)一步變形過程中裂開；

（4）合并原工中的兩道工序（即成形拉深、翻邊工序）合并成一道工序（成形翻邊），使零件的加工步驟不提升，進(jìn)而有效控制加工成本。通過上述一系列改進(jìn)措施，很好地解決了零件在預(yù)拉深和終拉深過程中的裂開問題。結(jié)論是，雖然不銹鋼板在拉深過程中經(jīng)常出現(xiàn)裂開、起皺、表層刮傷等缺陷，但通過選擇成形性能好的不銹鋼材料，可以提升適當(dāng)?shù)臒崽幚砉?，并在凹模表層進(jìn)行潤滑。