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不锈钢拉伸件加工中产生延迟开裂的原因是什么?

时间:2022-05-22 作者:百富都

拉深零件是一种常用的加工方法。在正常的生产加工中,常用铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢进行冲压和拉深加工。加工后,随着拉深的程度,后续可能会出现开裂。本文通过对不锈钢组织和性能的分析来防止这一问题的发生。

不锈钢拉伸件加工

1、奥氏体不锈钢的延迟开裂。(如200系列、以304为代表的、300系列等)

奥氏体不锈钢的延迟开裂主要是由其自身组织决定的,奥氏体不锈钢的加工硬化程度较大。拉伸后,奥氏体组织除了冷加工产生的残余内应力外,还会在口部发生马氏体相变。防止口部开裂,需要消除残余应力和马氏体组织,使其在高温下发生相变。奥氏体不锈钢以304为例,退火温度为1010-1050摄氏度。一般为避免拉伸件整体退火变形,只对拉伸件口部进行退火,相对快捷的为高频退火。

2、铁素体不锈钢的延迟开裂。(比如以430为代表的400系列不锈钢,俗称不锈铁)

铁素体不锈钢拉伸后不发生变化,产品开裂主要由残余应力引起。为了保证安全,从经验来看,对于圆柱形拉深件,当高径比大于等于0.8、直径大于等于300时,需要进行退火处理。当然,如果高径比小于0.8时出现开裂,应立即安排退火。

用不锈钢或铁素体不锈钢材料产品时,使用冲压拉伸油可降低制品破损率,降低成本。冲压加工的润滑状态是流体润滑和边界润滑的混合状态。如果只使用矿物油,油膜强度达不到要求,油膜容易破裂,会造成金属与金属的接触产生烧结。油性剂的使用可以弥补这一不足。油性剂分子的一端含有羧基、羟基、酯基等极性基团。这些极性基团可使油性剂产生化学或物理吸附,在金属表面形成固体润滑膜,从而提高润滑性能。

但当摩擦表面温度升高到一定温度时,油性剂吸附膜的分子排列就会被破坏,失去润滑效果。此时,覆盖在两金属表面的边界润滑膜消失,导致金属之间直接接触。随着直接接触面积的增加,磨擦能量也会增加,导致温度升高,容易出现所谓的烧结现象。在这种情况下,即使温度升高,用来防止两个金属表面直接接触的添加剂是极压剂。极压剂(EP)是一种利用磨擦表面上产生的高温使其本身发生化学变化,在磨擦着的金属面上生成剪切力,并能起着有效保护作用的边界润滑膜。

不锈钢五金制品的拉伸,设备、模具和拉伸油是关键因素。否则,再好的人员和技术也是巧妇难为无米之炊,做不出优质产品。

金属加工制造业统计:拉伸设备的设计寿命约为10年,这是由于设备本身、过度使用和维护不当等因素造成的。在金属拉伸过程中,拉伸油选用不当,导致许多设备加速磨损,有的几年就瘫痪了,直接影响全厂运行,不能实现效益最大化。

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