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1、-范文最新推荐- 球化率对精冲钢的冲压性能的影响研究+文献综述 摘要精冲属于无削加工技术，是在普通冲压技术基础上发展起来的一种精密冲裁方法。有别于普通冲压，随着精冲技术的发展，使它进入了各个工业领域，得到广泛的应用。所以对精冲件的生产质量、尺寸形状、材料厚度和力学性能等要求也与日俱增。因此对精冲用钢的冲压性能也有了更高的要求。通过对精冲用钢进行冷轧和球化退火，研究并分析不同的退火工艺中原始组织、加热速度、保温时间和冷却时间对钢材的球化率的影响，通过实验研究并分析球化率对精冲用钢的冲压性能的影响，制定良好的退火工艺得到较好的球化效果，来改善其冲压性能。5706关键词：精冲；精冲用钢；球化率；球化
2、退火Abstract Fine-blanking belongs to the chipless machining technique. It is developed from normal stamping technique. With the development of the fine-blanking technique, the fine blanking technique has widely used in various industry fields. As a result, the requirements of the fine-blanking parts,
3、 such as production quality, size and shape, the thickness of the material and mechanical properties, have been higher and higher .In addition, the requirement of stamping performance of the fine-blanking steel is also higher. Through the fine-blanking steel cold rolling and annealing Spheroidizatio
4、n rate,I analyzed the impact of the original issue, heating speed, soaking time and cooling time of different annealing process on the steel’s Spheroidization rate.Through the experiment, I analyzed the impact of the Spheroidization rate on the stamping performance of the fine-blanking steel.
5、In order to improve the stamping performance, we need to make better annealing technique for better Spheroidization rate effects.Keywords：fine-blanking；fine blanking steel；spheroidization rate；spheroidizing annealing 5 总结491 绪论1.1 精冲的定义及应用1.1.1 精冲的定义及其特点和工艺精冲属于无削加工技术，是在普通冲压技术基础上发展起来的一种精密冲裁方法。这种加工方法的
6、成果是冲件的冲切面在其整个料厚上没有裂纹和撕裂。此外，还能够达到最严的尺寸精度和平直度公差。特点：精密冲裁的模具结构与普通冲裁相比，模具结构上多一个齿圈压板与顶出器，并且凸凹模间隙极小，凹模刃口带有圆角。冲裁过程中，凸模接触材料前，通过力使齿圈压板将材料压紧在凹模上，从而在V形齿的内面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切区撕裂和金属的横向流动，在冲裁凸模压入材料的同时，利用顶出器的反压力，将材料压紧，加之利用极小间隙与带圆角的凹模刃口消除了应力集中，从而使剪切区内的金属处于三向压应力状态，消除了该区内的拉应力，提高了材料的塑性，从根本上防止了普通冲裁中出现的弯曲、拉伸、撕裂现象，使材料沿着凹模的刃
7、边形状，呈纯剪切的形式被冲裁成零件，从而获得高质量的光洁、平整的剪切面。精冲时，压紧力、冲裁间隙及凹模刃口圆角三者相辅相成，是缺一不可的。它们的影响是相互联系的，当间隙均匀、圆角半径适当时，就可用不大的压料获得光洁的断面。工艺概述：近年来，采用无切削加工，将板料加工成结构零件，越来越具有重要的意义。厚度到15mm的板料，以卷料或条料的形式，作为冲件的毛坯使用的也越来越多。精冲技术作为一种板料加工工艺方法，具有特殊的优点，它可以和成形工艺如压印、弯曲及镦锻等组合应用，开辟新的生产途径，即在很少的几个工步中，就可以加工出高质量的功能零件，因此有些铸造的或粉末冶金制造的零件，可以被精冲件代替，将不可
8、避免的机加工降低到最低的程度。 这段时间，ESSA、Feintool、Schmid、SMG、Osterwalder等功不可灭。特别是Fritz Bosch先生领导下的Feintool，在精冲工艺和模具的研发上，更是一路领先，对世界精冲事业作出了很大的贡献。图1.2.1 德国人F.Schiess在精冲技术的成果 专利号：371004 专利项目 金属零件液压冲裁装置1.4精冲用钢的性能要求1.4.1 精冲用钢的性能要求齿圈压板精密冲裁件，对原材料的质量提出了很高的要求在目前大力推广和普及精密无屑加工新工艺的过程中，需要深入研究各种钢材的精冲性能，以制定合适的质量标准，有利于合理选材与用料评定精冲钢
9、材质量的参数是材料的屈服极限σ_s、抗拉强度σ_b和断裂延伸率A_Lo80以及σ_s/σ_b比值等机械性能指数和材料的金相组织结构。对于非合金低碳钢，应把镇静钢和非镇静钢区别开来镇静钢组织均匀容易加工，而非镇静钢具有带状偏析，故对精冲是不利的。对普通碳素钢或结构钢板（带）而言，如果精冲质量不高，则多半是由于热轧时温度太高或冷却不当。即便是低碳钢在这种情况下也会在铁素体基体上形成渗碳体。即渗碳体多半沉积于晶界，高碳钢在这种情况下则产生粗大条状的珠光体。一般热轧带钢、扁钢和各种规格的钢板大都是这种原始组织。由于硬而脆的渗碳体或呈粗条或片状珠光体不均匀
10、分布在铁素体的基体中，提高了材料的σ_s、σ_b值，降低了它的延伸率和塑性：另一方面是珠光体强度高，达3000兆帕以上，渗碳体强度塑性差，精冲只能获得粗糙不齐的断口，故具有上述组织的材料不适于精冲。对于外形简单的精冲件采用具有索氏体组织的低碳钢，冷轧或热轧的材料都可使用。对于外形复杂的精冲件采用上述材料时必须进行退火处理，低碳钢在轻微冷作硬化状态下，当其抗拉强度σ_b=400500兆帕时，精冲效果良好。但是，冷轧程度加剧伴随着冷作硬化增大，精冲性能又降低。 9C606029534549054058222610C757531536554059060222411
11、St2A222024538041057313512St3A32402604204505727321330Mn3203705505805820261416MnCr515CrMn2652854604706021251525CrMo425CrMo265285440490592123161.4.2 精冲难度分类为适应精冲件质量要求，达到最佳的技术经济效果，把精冲材料的质量分为以下级：级精冲材料具有最大的抗拉强度，对金相组织状态没有特殊要求。这种材料一般不适宜精冲，故不提倡选用。各种钢材的原始组织状态大多属于I级。对于含c<0.15%的低碳钢，当精冲件难度简单且允许有大于10%料厚撕裂或裂纹的冲切
12、面，可以采用这种材料精冲。级精冲材料热处理或热加工过的具有最大机械强度的材料，当含c>0.15%时，具有约90%球化渗碳体的金相组织。这种材料一般只适于允许精冲件冲切面有小于10%料厚的撕裂或裂纹面，精冲难度为中等。级精冲材料热处理过后具有最好的塑性。当含c>0.15%时，具有大于90%、尽可能达到100%球化渗碳休的金相组织是同类材料中精冲性能最佳、适用于难度最大的精冲件的材料。 1.6球化退火工艺的影响因素1.6.1球状碳化物的形成过程在适当条件下碳化物呈球状化是一种自发倾向，因为这样可以得到此平衡条件下的最低表面能。在第1种球化法即Ac1以下长时间加热法中，根据球化前原始组织
13、的不同，球化处理时的组织变化过程也不相同。如原始组织为马氏体和贝氏体等，球化过程是从这些非平衡组织的基体上析出碳化物并成长为球状的过程。如果原始组织为片状珠光体，若在Ac1温度以下发生球化，则是通过溶解与沉积的碳扩散过程使片状渗碳体首先分断然后逐渐长成球状。片状珠光体在Ac1以下的球化过程示意图如图1.6.1.a所示。球化时的所谓溶解和沉积过程，简单来说就是在一定温度下渗碳体中的碳原子与周围固溶体(A1以下为铁素体)的碳原子处于动态平衡状态，这样平衡着的碳浓度与渗碳体的曲率半径有关，渗碳体尖角部位的碳原子较易迁走，所以尖角周围的铁索体比靠近渗碳体平直部位的铁素体具有较高的碳浓度，这必将引起铁素
14、体内碳的扩散而打破了动态平衡，为了保持这种动态平衡，必然导至渗碳体尖角继续溶解并在其平直部位沉积析出，如此不断进行，最后形成曲率半径相近的球状碳化物。片状渗碳体的分断和球化都离不开溶解和沉积过程。片状珠光体中一般也存在着位错和亚晶界，这是因为珠光体的两个相热膨胀系数不同，在冷却时所引起的畸变造成的。图片1.6.3a、b，是T8钢片状珠光体电镜照片，可以看到轻微的位错和亚晶结构。渗碳体片之所以能被分断就是因为珠光体存在着位错和亚晶等缺陷，分断是在这些缺陷上产生的。渗碳体的分断过程如图1.6.1b所示，渗碳体中亚晶界形成的凹坑两侧比其他平直部分具有较小的曲率半径。因此亚晶界两侧的渗碳体尖角逐渐溶解
15、并在附近平直的渗碳上沉积析出。尖角的溶解使其曲率半径增大，这样又破坏了此处相界表面张力的平衡，为保表面张力的平衡，凹坑将继续被溶解而加深。在渗碳体片的另一面也发生上述溶解析出过程。如此不断进行直至渗碳体片溶穿而断开。分断现象在渗碳体中位错密度高的区域也会发生。 图1.6.4 奥氏体化过程1.6.2碳化物球化的影响因素1）原始组织的影响球化处理前的原始组织的种类和粗细对球化效果将产生不同的影响。例如原始组织为马氏体时，加热到稍低于Ac1的温度进行球化只不过是马氏体分解，过饱和α析出粒状碳化物的过程。这种情况下球化速度较快，能在短时间内得到均匀分布的球化组织。图1.6.2.1是我们测试的GCr15钢淬火后经7252小时球化处理的电镜照片。一般片状珠光体在Ac1以下球化就需要较长时间，特别是具有二次渗碳体网和粗片状的珠光体，因为碳化物很难分断，所以就更难球化。用缓冷法或等温法球化时，若原始组织越细，则奥氏体化时残留碳化物颗粒数目越多，冷却时球
