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有關鋁鑄件良好的沖壓性能和表面質量

2022-02-28
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  鋁鑄件一般可分為兩類,一類是形狀復雜但受力不大,如汽車覆蓋件和一些機械的外殼,只要求鋼板有良好的沖壓性能和表面質量,多采用冷軋深沖低碳鋼板(如08,08A1)。另類零件形狀比較復雜且受力較大,如汽車車架,要求鋼板不但要有良好的沖壓性能同時又有一定的強度,多選用沖壓性能好的熱軋低合金鋼厚板(如16MnL)。沖壓所用的材料,不僅要滿足工件的技術要求,也必須滿足沖壓工藝的要求。沖壓工藝要求主要是在以下幾個。(1)沖壓結構件的要求對于沖壓結構件,應具有良好的塑性并滿足一定的剛性和強度要求。在分離工序中,良好的塑性能獲得理想的斷面質量。而在成形工序中,仲長率8大,屈強比a,/o小、彈性模數E大、硬化指數n高和厚向異性系數r大的材料,塑性好,其允許的變形程度大。如彎曲件可獲得較小的彎曲半徑,拉深件可獲得較小的拉深系數,由此可減少拉深次數,降低模具制造和拉深件的生產成本。(2)沖壓件的用途根據零件用途及裝配部位的不同,可選用表面質量不同級別的鋼板,如電鍍零件,對表面質量要求高,裝在外表面的油漆零件,對鋼板表面質量的要求也比較高,不暴露在外表面的零件,對鋼板的表面質量要求較低。采用冷軋薄板時,表面質量分為三級,I級表面質量好,Ⅱ級表面質量次之,Ⅲ級表面質量較差。(3)材料的厚度公差材料的厚度公差應符合國家標準。鋼板的厚度超出公差時,影響沖壓性能和零件的幾何形狀,造成裝配困難。鋼板過薄,零件表面會出現皺紋,影響外觀及密封質量,鋼板過厚如果凸、凹模的間隙過小,會阻礙正常的沖壓過程,引起零件拉裂,還可能產生廢品和損壞模具,厚度公差分A、B和C三種,分別為高級、較高級和普通級。隨著汽車等工業的迅速發展,出于安全性、經濟性和環??紤],鋁鑄件輕量化逐漸成為工業產品生產發展的趨勢之一,對金屬薄板生產及成形技術提出了更高的要求,出現了很多新型的沖壓板材??ü绦筒膹S家

  

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  如低合金高強度薄鋼板,是用普通鋼板通過添加合金成分和熱處理工藝來控制板材性質,加以強化處理而得到的鋼板,使得高強度鋼板的抗拉強度遠大于普通冷軋軟鋼板的抗拉強度,汽車制造中大量采用輕量化材料使汽車(一輛汽車中約有2萬多個零件,其中80%的是沖壓件)總重下降,從面降低了燃油的消耗,汽車的廢氣排放量減少,污染程度相應下降。汽車車身零件板厚由原來的1.0~1.2mm減薄到0.7~0.8mm甚至更薄車身重量減輕20%~40%。但是低合金高強度薄鋼板成形性能遠不如普通的拉延薄鋼板在汽車沖壓件生產中產生的起皺和破裂程度遠遠大于普通的拉延薄鋼板,因此對沖壓工藝和鋁鑄件設計提出了更高的要求。其他如鋁合金薄鋼板、復合鋼板及涂層鋼板等都是根據沖壓件特定的要求可供選擇的。塑性是指金屬在外力的作用下,能穩定地發生水久變形而不破壞的能力。金屬的塑性的變形性質表現為屈服和應變強化及破壞三個方面,影響金屬塑性不外乎機械因素或變形方式、物理因素或變形條件,前者是金屬塑性變形的應力與應變狀態,后者是指如金屬塑性變形的變形溫度和變形速度等狀態。金屬塑性成形時的受力和變形情況是很復雜的,但不外乎是在拉和壓的綜合作用下,產生了一定拉應變與壓應變,以達到成形的目的。

  在一定的加載條件和一定的變形溫度及應變速度條件下,引起塑性變形的單位變形力稱之為變形抗力。一般來說,變形方式對金屬的屈服與應變強化或變形抗力影響不大,而對金屬的破壞則有比較顯著的影響。影響金屬塑性變形主要依靠是品內的滑移作用,而滑移阻力主要取決于金屬的性質與品格的構造,取決于金屬原子間的物理化學力,金屬塑性的破壞是由于晶內滑移面上的裂紋擴展以及晶間變位時結合面的破壞造成的。壓應力有利于封閉裂紋,阻止其繼續擴展,有利于增加晶間結合力,因此,金屬塑性成形時,壓力的成分愈多,金屬愈不容易破壞,金屬塑性的性能就提高,而拉應力的成分愈多,愈不利于金屬可塑性的發揮。金屬成分和組織對金屬塑性變形影響很大,如碳鋼中的碳超過鐵的溶碳能力,多余的碳使于鐵形成硬而脆滲碳體,從而使碳鋼的塑性降低,變形抗力提高。合金元數加入鋼中的碳形成硬而脆的碳化物,使鋼的強度提高,塑性降低。



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