冷沖壓（加工方法）

冷沖壓（加工方法）

冷沖壓 （加工方法） 次瀏覽 | 2022.08.20 10:27:33 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 冷沖壓加工方法

冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能制件的加工方法。

中文名

冷沖壓

外文名

Cold?stamping

目的

使材料變形，獲得外形

所屬學科

機械工程

基本內容

分離工序：沖壓工件與板料沿要求的輪廓線相互分離。

成形工序：毛在不被壞的條件下發生塑性變形，獲得防需形狀，尺寸和精度的加工方法。

高強鋼

在此背景下，汽車輕量化以及高強鋼的應用成為了重要發展方向。但受高強鋼板材強度的提高，傳統的冷沖壓工藝在成型過程中容易產生破裂現象，無法滿足高強度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，目前國際上逐漸研究超高強度鋼板的熱沖壓成形技術。該技術是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態下，板料的塑性增加，屈服強度降低的特點，通過模具進行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術進行深入研究，目前該技術被國外廠商壟斷，國內發展緩慢。[1]

高強鋼特點及成型問題分析

根據美國鋼鐵學院能量部的研究，即使高強度鋼降低部分數值其拉伸還是要比傳統的冷板困難得多。高強鋼的延展率只有普通鋼材的一半。同時，當材料被沖壓成形時，會變硬，不同的鋼材，變硬的程度不同。一般高強度低合金鋼只略有20MPa增加，不到10%。注意：雙相鋼的屈服強度有140MPa增加，增加了40%多！金屬在成形過程中，會變得完全不同，完全不像沖壓加工開始之前。這些鋼材在受力后，屈服強度增加很多。材料較高的屈服應力加上加工硬化，等于流動應力的大大增加。因此，開裂、回彈、起皺、工件尺寸、模具磨損、微焊接磨損等成為了高強鋼成型過程中的問題焦點。

基于高強鋼的特點和特性，如果不能改變金屬流動和減少摩擦，那么高強度鋼（HSS）的開裂和質地不均性都可能引起部件報廢率的上升。這種材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（測量屈變力的單位）、增強的回彈、加工硬化的傾向以及在升高的成型溫度下運行對于模具來說都是一個挑戰。

高性能潤滑技術的影響

潤滑影響成型性這是不爭的事實。因此，高性能潤滑劑可提供一種更高性能的膜以保護金屬免于斷裂、壓裂或被焊接到模具上。好的潤滑劑還能夠減少摩擦熱量，使金屬流動不間斷并能控制起皺或斷裂。針對這一問題，美國IRMCO公司作為世界知名從事潤滑研究制造的專業公司，自三十年前就已成功研發的新型水基潤滑技術解決了高強鋼的成型問題。下面，結合多年來的研究和使用從潤滑角度并結合該潤滑技術的特點談一下看法和意見。如下：

其一，嚴酷條件下的潤滑保障。

1、由于高強鋼的屈服力大，要屈服它比一般板材需要更多的能量，這種能量除了變形以外，很大程度上是板材與模具間推撞（摩擦）。因此，隨著金屬在沖壓模具中變形溫度會不斷升高，油基潤滑油都會變薄，有些情況下會達到閃點或者燒著（冒煙），潤滑失效。而IRMCO高分子聚合物極溫潤滑劑中含有抗極壓物并具有“熱尋性”而且會粘到金屬上，隨著溫度的升高在模具和板材表面形成一個堅韌的保護屏障，從而降低摩擦和溫度，以幫助工件更好的延展，以此來控制摩擦和金屬流動；同時保護金屬不會過熱，發黑而拉裂和粘接。

雙相鋼DP600-UHSS超高強鋼試驗報告

美國綠葉技術實驗室對IRMCO產品和汽車行業通過認證的拉伸油以及合成潤滑劑，在美國DP780超高強度鋼上進行了成型對比實驗。采用了俄亥俄州立大學的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型測試法。這種方法被證實用于測試實際結果非常準確。IRMCO達到的數值是145比汽車行業通過認證的拉伸油的115和合成潤滑劑的110超過了25%。數值越大說明成型能力越好。

2、由于沖壓過程中會產生溫度，同時由于油的熱容量比較大，熱擴散比較差。而IRMCO水基潤滑劑因溫度產生形成水蒸氣帶走熱量，不但有效的降低了溫度，保護了模具，而且因溫度所產生的微焊接磨損將得到有效的控制。同時還可以提高沖次。

其二、工具涂層的性能與潤滑劑質量緊密聯系。

傳統的物理氣相沉淀（PVD）和化學氣相沉淀涂層（CVD）外部需要潤滑發揮最大性能。IRMCO指出：“熱擴散工藝可以減少摩擦磨損的問題。通過熱擴散所產生的碳化釩可以形成耐久性、堅硬的表面，在苛刻的成形和沖壓模面時，會極大的提高工具的使用壽命。如果使用的潤滑劑無法承受高溫、磨損和先進高強鋼的加工硬化性，價值會大幅降低。因此，使用可滿足高強鋼需求的潤滑劑，是達到涂層使用壽命最大化的關鍵。”

其三、高性能潤滑可以使工件質量更加穩定。

模具間隙及模具的幾何設計等是實現工件尺寸精度的重要內容。因此，這直接關系到對金屬材料和潤滑劑技術要求。如果間隙越小、越緊摩擦力越大，對潤滑劑的要求也越高，但工件的成型精度也相對越高。由于IRMCO可以較好的控制摩擦和金屬流動，所以可以保證工件質量更加穩定。

參考資料