衝壓鋼

衝壓鋼，別稱衝壓成形鋼，用於汽車、儀器儀表和家用電器。

基本介紹

• 中文名：衝壓鋼
• 外文名：drawing steel
• 又稱：衝壓成形鋼
• 用途：汽車、儀器儀表和家用電器

簡介

在室溫下利用模具和一定壓力使其塑性變形成為所需形狀零件的鋼。又稱衝壓成形鋼。常以鋼板或鋼帶形式供應。

用途

衝壓鋼在汽車、拖拉機、儀器儀表和家用電器上套用十分廣泛，特別是在汽車製造工業用量最大要求最嚴。如汽車的覆蓋件和縱橫樑等。衝壓鋼是隨著汽車工業的發展而發展起來的。

為適應汽車工業發展的需要，正在開發烘烤硬化深沖鋼(BH鋼)、超深沖無間隙原子鋼(IF鋼)、高強度雙相鋼(σb=500～800MPa)和高強度高塑性的相變誘發塑性鋼(TRIP鋼，σb=800～1200MPa)。

種類

中國衝壓鋼的化學成分和力學性能列於表1和表2中。此外還有研製成功的冷軋含磷高強度深沖鋼06AlP、08AlP和熱軋高強度雙相鋼RS50三個新鋼種。

特點

具有良好的冷衝壓成形性，包括如圖所示4種與主要冷衝壓工藝有關的深沖性、脹出性、延伸凸緣性和彎曲性。

區別

由於冷衝壓成形工藝複雜，表示衝壓成形性的參數有多種，如極限衝壓比、杯突值、擴孔率、錐杯值、冷彎、塑性應變比(γ)和應變硬化指數(n)等。其中主要衝壓成形性能是γ值和n值。

塑性應變比(γ)為鋼板的寬度應變εw和厚度應變εt之比，即γ=εw/εt。當γ>1時，表示寬度應變大於厚度應變，鋼板不易減薄破裂，衝壓成形性好，反之，γ<l時，表示鋼板易減薄破裂，衝壓性能不好。因γ值有各向異性，用其三個方向的平均值表示：γ=(γ0o+2γ45o+γ90o)/4。金屬材料進行力學性能試驗時塑性區流變應力σ與ε之間的關係式為σ=kεn (k為應變硬化係數，ε為應變)，式中指數n為應變硬化指數。n值大則鋼板因應變硬化使形變變得均勻化，從而防止形變過早縮頸或破裂。因此，n值越高，衝壓成形性越好。深沖變形用鋼，要求γ值高；脹形和拉伸凸緣變形用鋼，要求n值高；複合變形用鋼，要求γ值和n值都高。冷軋鋼板的γ值與鋼板的織構有關。屈服強度低，伸長率高，無明顯屈服點並無應變時效的鋼，衝壓成形性好。

高強度鋼衝壓

當今高強鋼、超高強鋼很好的實現了車輛的輕量化，提高了車輛的碰撞強度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發展方向。但隨著板料強度的提高，傳統的冷衝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衝壓成形技術。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。

過去在生產深沖或者重沖工件，大家都認為耐壓型(EP) 潤滑油是保護模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來提高模具壽命已經有很長的歷史了。但是隨著新金屬--高強度鋼的出現，環保要求的嚴格，EP油基潤滑油的價值已經減少，甚至失去市場。

在高溫下高強度鋼的成型，EP油基潤滑油失去了它的性能，無法在極溫套用中提供物理的模具保護隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤滑劑則可以提供必要的保護。隨著金屬在衝壓模具中變形，溫度不斷升高，EP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）。IRMCO高分子聚合物潤滑劑一般開始噴上去時稠度低得多。隨著成形過程中溫度的上升，會變得更稠更堅韌。實際上高分子聚合物極溫潤滑劑都有“熱尋性”而且會粘到金屬上，形成一個可以降低摩擦的隔膜。這個保護屏障可以允許工件延展，在最高要求的工件成型時沒有破裂和粘接，以此來控制摩擦和金屬流動。有效的保護了模具，延長了模具使用壽命，提高了衝壓的強度。