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【模具·技术】如何提高不锈钢/铝合金薄板冲压五金零件的工艺质量？不锈钢/铝合金薄板冲压要点以及常见缺陷处理对策
关于“如何提高不锈钢/铝合金薄板冲压五金零件的工艺质量”这个话题，不锈钢/铝合金薄壁零件微成形技术是薄板塑性加工领域的重要发展方向之一，在航空航天、能源、电子、生物医疗和军工等领域具有重要的应用前景，受到世界各国的广泛关注。薄壁零件在加工过程中，常常出现有良品率不高的问题，此时应该怎么提高工艺质量呢？那么既然大家都想知道机械结构设计知识专题：如何提高不锈钢/铝合金薄板冲压五金零件的工艺质量?100唯尔教育机械结构实训课程小编便从网上搜集了一些不锈钢/铝合金薄板件冲压工艺相关的信息，下面分享给大家一起了解一下这些提升不锈钢/铝合金薄板加工吧! 从事精密冲压工艺的朋友也可以快速发展机械制造、汽车研发、航空航天等领会从中获得更大的受益。
如何提高不锈钢/铝合金薄板冲压五金零件的工艺质量?
薄板五金件就是可以通过冲压、弯曲、拉伸等工艺制造的零件，冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力，使之产生变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的方法。冲压工艺的使用范围十分广泛，既可以制造金属板料、棒料，也可以是多种非金属材料。下面亿达渤润石化简单介绍下薄板冲压件的质量要求：
1、冲压工艺的特点
(1)用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。
(2)材料利用率高，工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此工件的成本较低。
(3)操作简单、劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。
(4)冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高
2、冲压材料的要求
(1)对于成形工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的塑性、屈强比小、板厚方向性系数大、板平面方向性系数小、材料的屈服强度与弹性模量的比值小。 对于分离工序，并不需要材料有很好的塑性，塑性越好的材料越不易分离。
(2)材料的厚度应符合标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度误差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。
(3)材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量也好。
3、冲压工件的质量
(1)为了满足冲压件的精密度，工序数量需要经过冲压工艺计算才能确定，因为它不仅与材料性质、拉深高度、拉深阶梯数等因素有关，还将涉及到拉深直径、材料厚度等。
(2)因为冲压工序数量主要取决于其形状的复杂程度，所以需要根据弯曲角的数目、曲方向等因素综合考虑后才能确定工件的精细度。
(3)当冲压件达到了精密、精细的要求后，工件的精美度就成为新的工艺标准。当冲压件的断面质量和尺寸精度要求较高时，可以考虑直接采用精密冲裁工序，从而获得精美的冲压件。
4、冲压油品的选用
(1)由于硅钢板是比较容易冲切的材料，所以为了工件成品的易清洗性，在防止冲切毛刺产生的前提下会选用低粘度的冲压油。
(2)碳钢板冲压时在选用冲压油时首先应该注意的是拉伸油的粘度。根据工艺难易度和给油方法及脱脂条件来决定较佳粘度。
(3)因为和氯系添加剂会发生化学反应，所以镀锌钢板在选用冲压油时应注意氯型冲压油可能发生白锈的问题，而使用亿达渤润硫型冲压油可以避免生锈问题，但冲压后应尽早脱脂。
(4)不锈钢是容易产生冲压硬化的材料，要求使用油膜强度高、抗烧结性好的拉伸油。一般使用含有硫氯复合型添加剂的冲压油，在保证极压加工性能的同时避免工件出现毛刺、破裂等问题。
以上就是不锈钢/铝合金薄板五金冲压件工艺原料的选用方法。
【薄板冲压加工技术】不锈钢薄板冲压拉深加工要点
微信项目组 ShengHuaGY 2015-04-03不锈钢因其优异的性能而广泛应用于工业生产中，但其冲压加工性能较差，零件表面易划伤，模具易产生粘结瘤，导致冲压质量和生产效率受到极大的影响。这就要求在冲压加工过程中从模具结构、模具材料、热处理及润滑等方面着手，提高零件质量和模具寿命，更好地解决不锈钢冲压过程中存在的问题。
1、不锈钢薄板冲压特点
(1)屈服点高、硬度高、冷作硬化效应显着、易出现裂口等缺陷。
(2)导热性比普通碳钢差，导致所需变形力大，冲裁力、拉深力大。
(3)拉深时塑性变形剧烈硬化，薄板拉深易起皱或掉底。
(4)拉深模具易出现粘接瘤现象，导致零件外径严重划伤。
(5)拉深时，难以达到预期的形状。
2、解决不锈钢薄板冲压拉深问题的途径
分析认为，以上问题的产生，是由不锈钢本身的性能决定的，主要受以下五个方面的因素影响：一是原材料性能;二是模具的结构及冲压速度;三是模具的材料;四是冲压润滑液;五是工艺路线的安排。
(1)原材料板材的质量也是影响冲压性能的重要因素，必须采购符合国标的正规原材料。对于硬态料，冲压加工前必须进行退火，以提高加工性能。
(2)模具的结构及冲压速度为了改善拉深难度，可以把压边圈的压边面制成斜的。这样拉深时坯料在压边圈作用下与压边面和凹模完全处于接触状态，可以使凹模圆角部位材料承受较大的压边力，从而改善拉深难度。
冲压不锈钢时的冲裁速度要比碳钢小1/3,实践证明，采用液压机的效果要优于机械式冲床。
(3)选抗粘的模具材料不锈钢拉深过程中，主要问题是粘模严重，导致模具损耗严重，影响零件外观质量，所以，解决此类问题必须采用抗粘的模具材料。
目前抗粘的模具材料主要有：
①硬质合金类：碳化钨钢结硬质合金，不粘模，模具寿命高。抗粘性最好，但模具材料费用和热处理费用较高，适合大批量生产。
②铜基合金类：铸铝青铜和硬铝青铜，不粘模，寿命一般。热处理简单，适合中小批量生产采用。
③3054合金铸铁，不粘模，寿命一般。需表面淬火，适合中小批量生产采用。
在实际生产中，各单位可根据自己的热处理设备、产量、切削加工能力、冲压件要求等选择适合的材料。
一般情况下，硬质合金类和合金铸铁类模具的硬度要达到60~64HRC,表面粗糙度值Ra=0.4μm;铜基合金类模具需进行淬火处理，硬度150HBS左右，表面粗糙度值Ra=1.6μm可满足普通要求的不锈钢拉深。对于表面质量要求高的不锈钢拉深件，模具的表面最好能经过抛光，使表面粗糙值度达到Ra=0.4~0.2μm,较低的表面粗糙度值可起到减摩和提高抗粘性的作用，这对提高不锈钢冲压件表面质量，不粘模都有益处。
近年来，不断有新的抛光技术问世，据资料介绍，通过电化学抛光、超声波抛光，磨料喷射等新工艺可在短时间内降低型腔的表面粗糙度值，提高耐磨性，这些都值得我们去探索和运用。
(4)冲压润滑油材料在拉深时，要对其进行适当的润滑，可降低材料与模具间的摩擦系数，从而使拉深力下降，有润滑与无润滑相比，拉深力可降低30%左右。并且可提高材料的变形程度，降低极限拉深系数，从而减少拉深次数，更主要的是保证了工件表面质量，不致使表面擦伤。
对于筒形件的拉深，如果内表面质量要求不高，凸模不必涂润滑油，这样，有助于降低拉深系数，一般情况下，可在条料上先涂润滑油，然后放在凹模上冲压拉深。
不锈钢冲压拉深时，要选用黏度大的润滑液，一般采用氯化乙烯漆(G01-4)喷涂板料表面，拉深时再涂机油，冲压件表面得到保护，质量好。但氯化乙烯漆的环保性能差，更主要的是拉深后需用香蕉水清洗，气味大，对操作工健康有影响。近年来，有新型的不锈钢拉深油和水基拉深液不断问世，效果好，环保性能好，可作为替代氯化乙烯漆的不锈钢拉深润滑油。比如FH100型拉深油，效果良好，在生产中已推广使用。
(5)安排合理的工艺路线。不锈钢材料不但强度高，变形抗力大，在拉深过程中承受塑性变形而产生加工硬化，使材料的力学性能发生变化，其强度和硬度会明显提高，而本身塑性会降低，金属冷加工变形后，晶粒破碎，晶格歪扭，处于一种不稳定状态，即残存的内应力。这种内应力使变形后的拉深件有改变形状的状态趋势，致使成品或半成品长期存放会产生变形或裂纹。
为了不使拉深件及半成品由于变形抵抗力及强度的提高而发生裂纹及破裂现象，在生产过程中，必须合理安排工艺路线，选取适当的拉深系数，并进行合理的中间退火。一般情况下，不锈钢薄板首次拉深系数可选靠近下限值，后道拉深系数取中间数值。消除应力的退火温度为1050~1100℃，保温5 ~15min,空冷。另外，对于形状要求严格的工件，可在退火后增加整形工序，效果良好。
【薄板冲压加工技术】铝合金薄板的冲压缺陷及其解决对策
铝合金薄板在冲压生产过程中经常会发生一些冲压缺陷，这些缺陷有轻微的，有严重的，严重缺陷直接导致零件不能使用，造成报废。由于冲压零件是大批量生产，出现问题将是批量的损失，所以有必要对冲压产生的各种缺陷做个了解，并对可能会造成的缺陷进行原因分析，提出相应的对策进行预防。
冲压时易发生零件缺陷的表现形式有以下几种：
1、铝合金薄板冲压缺陷：毛刺
指冲压切口面高出材料部分，是沿冲压方向发生的工业铝型材，也可能是挤压后产生的，毛刺一般控制在0.1mm以内，是冲压正常而普遍的现象。
产生原因分析：
1)、模具刃口磨损，冲压时由于刃口磨损不能一次性将材料切断，在切断过程中伴有拉深的现象，金属本身就有抗拉延率存在，材料被拉延导致毛刺产生。
2)、凸、凹模间隙配合过大，冲压时材料还有一定的空间工业铝型材，凸模不能一次性将材料冲断，材料被拉延产生毛刺。
3)、凸、凹模间隙配合不合理，凸模与凹模刃口偏位，在冲压时一边间隙过大产生毛刺，另一边磨损刃口。
4)、材料材质过软，冲压时凸、凹模间隙不能克服材料拉延率产生毛刺。
5)、产品定位不当被挤压出毛刺。
二、铝合金薄板冲压缺陷：压伤
指模具内有异物或模具废屑跳出被压在产品上。
产生原因分析：
1)、模具落料孔过大，冲压时冲头与废料之间在真空受力下带出落料孔，跳到模具上，产品再冲压时导致压伤。
2)、产品毛刺废屑掉至模具上导致。
3)、材料表面残留有杂物冲压时产生。
4)、其他废屑由于某种原因落入模具内导致。
三、铝合金薄板冲压缺陷：尺寸不良
因某种原因使冲压出来的零件尺寸不符合要求。
产生原因分析：
1)、模具设计或加工组装不良导致，此不良往往出现在模具第一次生产使用时。
2)、架模时模具高度调整位置不符，冲压时模具不能到位，导致尺寸不符，工业铝型材或因调节完模具后未锁紧模头，冲压时模具高度变化。
3)、模具定位松动，零件定位时偏位，冲压后导致。
4)、作业不良，定位未放好，冲压时使模具间隙增大导致。
四、铝合金薄板冲压缺陷：产品刮伤
产生原因分析：
1)、材料本体刮伤，生产时未注意而产生。
2)、过程中未对产品进行有效防护，周转过程中被刮伤。
3)、周转方式不合理，产品摆放不规范导致。
4)、原材料表面不干净、有灰尘等微粒。
五、铝合金薄板冲压缺陷：漏工序
产品加工过程中由于疏忽或其他原因工业铝型材导致工序遗漏造成零件不良。
产生原因分析：
1)、生产时半成品缺少标识，作业人员不清楚工序顺序而用了漏冲工序的半成品。
2)、作业人员工作时不用心，还未冲产品就流到下一道工序。
3)、休息时间冲压人员未将模具内未冲的产品完成，工业铝型材再生产时以为完成了，未确认状况而流到下一道工序。
六、铝合金薄板冲压缺陷：平整度不良
产生原因分析：
1)、材料材质不均匀，内部存在一定的内应力，使冲压整形时难以克服。
2)、架模后模具上模和下模之间的平行度不良，无法达到整平的效果。
3)、材料为卷料时未进行平整，模具冲压时一次难以达到整平的目的。
4)、被冲压的零件结构大，上模作用力不均导致弧形等变形。
以上是冲压过程中常常出现的缺陷，这些缺陷可以预防，只要找到了相应的对策。
下面主要了解在不同的生产阶段采用哪种对策：
一、首检阶段
1)、架模生产首件确认，未仔细核对图样或样品，仅测量主要尺寸，导致对其他问题疏忽检验。
2)、交接班对模具状况未交接清楚，首检时误认为可以，而疏忽检验，导致生产批量不良。
3)、修模后首件仅对维修问题进行确认，疏忽其他质量问题确认。
采取的对策：
a)首件中特别注意检查样件与图样的符合性，包括标识、字模、压印确认等。
b)交接班要有交接记录，对已有异常的模具直接交接或样品说明。
c)修模后确认要注意检查孔位及相关尺寸，防止错装工业铝型材、装反或漏装冲头等问题。
二、很久未生产产品再生产阶段
1)、因很久未生产，对产品质量标准生疏，易发生控制方面的疏漏。
2)、模具很久未生产和保养，达不到质量要求，易发生很多问题。
3)、作业人员对模具生产操作生疏易发生作业不良。
采取的对策：
a)当有此种产品生产时，应当按新产品状况处理，解决生产中管控的问题。
b)投入生产时作为重点进行管制，稳定后才可以当作成熟产品生产。
c)投产时要求对操作人员教育培训，使其了解操作方法后才可生产。
三、产品设计变更阶段
1)、信息来源不准，内容传达不充分导致变更确认疏忽产生问题。
2)、新旧品切换方式不明确，旧品处理不彻底。
3)、未及时制定变更后的产品标准，管制疏漏。
采取的对策：
a)对信息来源要理清正确的部门和核准权限，要求以文件的形式传递。
b)新旧品做好标识和隔离工作，将处理方式以文件的形式通知到相关部门落实。
c)提前做好变更产品标准的制定，产品送样阶段的标准有必要进行前期指导或培训。