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冲压成型材料综述 　　摘要: 介绍了三种常用的金属冲压成型材料,并比较了它们在冲压成型过程的性能、特点。 　　Abstract: This paper introduces three kinds of metal stamping forming materials, and compares them in stamping forming process performance and characteristics. 　　关键词: 冲压;成型材料 　　Key words: stamping;molding materials 　　中图分类号:TH14文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0138-01 　　 　　0引言 　　冲压成型中用的原材料有很多种,并且这些材料的性能有很大的区别。根据原材料的性能和特点,冲压成型的成功决定于冲压成型方法,成型工艺参数及模具结构。对冲压成型所用的材料性能研究如下:①材料冲压性能的定义。②判断材料冲压性能的方法,找出可以确切表示冲压成型中材料性能的参数,建立冲压成型性能参数与实际冲压成型的关系,以及研究性能参数的测试方法。③建立材料的化学元素、结构、制造过程以及冲压性能之间的关系。冲压成型所用的原材料主要包括各种金属和非金属板料。金属板料包括黑色金属和有色金属。虽然很多金属板料都被用于冲压成型,但应用最广泛的材料仍是钢、不锈钢、铝合金以及各种复合金属板料。 　　1冲压成型材料 　　1.1 普通钢板在冲压成型中,钢板是被应用最广的材料。它用于交通工具包括汽车、拖拉机和火车,以及电器、石油化工、机械和建筑等多种工业产品。依据不同产品、不同的使用目的和功能要求,钢板的种类和形状也是不同的。图1表示了各种钢板的制造过程及制造过程中的物理变化。 　　1.1.1 热轧钢板热轧钢板的可用状态有两种。一种是在热轧后在直接成型的钢板上有一层10μm厚的黑色氧化层。氧化层硬而脆。在冲压成型过程中,尤其是在剥落时,模具有可能损坏。为了克服这个问题,也提供过经酸洗表面处理氧化层的热轧钢板。这种钢板的表面粗糙,但是也有易润滑的优点并且适用于成型过程。 　　热轧钢板没有冷轧钢板的组织结构,所以它的冲压成型性能不如冷轧钢板。另一方面,热轧钢板的厚度和性能的波动性大,对冲压过程也是不利的。除了材料化学元素外,其晶粒大小排列也影响它的强度和n值。 　　1.1.2 冷轧钢板冷轧钢板的表面质量和冲压性能优异,板料的性能和厚度也稳定,因此它被广泛的应用于冲压成型。通过调整化学元素组成,控制冶炼的过程,热轧和冷轧以及退火,可以得到拥有各种性能的冷轧钢板。表1显示了冷轧钢板与热轧钢板在质量与性能方面的对比。 　　有两种冷轧钢板:时效性的和非时效性的。通常,一般的退火后的低碳冷轧钢板在拉深曲线上有屈服点,原因是由于C和N原子的作用产生的不连续的屈服现象。在冲压成型过程中会出现破坏表面光滑的滑移线。为了克服这种不良现象,在退火后使钢板进行一定缩减量的轧制,称为尺寸轧制。虽然这种方法非常有效,但是这种效果不能持续很长时间。在一段时间以后,C和N原子的作用会在断层处恢复。这种钢板被称作时效冷轧钢板。在钢板内添加了Al和Ti能够完全抑制C和N在断层处的影响,甚至消除时效现象。 　　1.2 高强度钢板提高强度,在保证制件强度和硬度的条件下减小钢板的厚度,从而降低重量和成本,是成型过程中需要考虑的重要问题。因此,国内外的研究集中在生产出高强度的钢板和发展相应的冲压成型技术。 　　高强度的钢板通常用于汽车工业来达到其强度需求、韧性及成型性能。现在很多种类的高强度钢板被成功的应用于汽车工业,用来取代普通钢板从而降低重量和造价。普通高强度钢板的抗拉强度在350～500MPa的范围内。一些超高强度钢板,其强度高达1000MPa,这种钢板已经发展起来。目前,用于生产的高强度钢板如下: 　　1.2.1 添加磷的高强度钢板这种高强度钢板属于溶解强化型。它用于相当早的汽车行业中,并且发展的比较成熟。添加磷以后,强度增加到350～440MPa,r和n降低了一点,分别是r=1.4～1.8,n=0.2～0.24。 　　1.2.2 BH硬化高强度钢板这种钢板的冲压成型性能与低碳钢非常相似。在冲压成型之后,经喷涂和低温烘烤,它的强度基于BH硬化而提高从而变为高强度钢板。 　　1.2.3 双相高强度钢板这种钢板有轻微的铁素体和硬的马氏体组织,因此板料的强度和塑性相当好。这种钢板主要用于汽车结构件,如立柱和底盘。 　　1.3 表面处理钢板为防止钢板在使用中发生腐蚀制件结构的现象,在冷轧和热轧后,经电镀或在450～500℃的耐腐蚀金属溶液中进行热浸,然后制成表面处理钢板。常用的表面处理钢板有镀锡钢板、镀锌钢板和镀