沖壓過程中板料溫度影響開裂的研究分析

文/牟洪儉，沈陽寶鋼鋼材貿(mào)易有限公司

1 影響開裂原因分析

模具凹凸模間隙不均造成造成板料在成型時(shí)受力不均，導(dǎo)致走料速度不均，產(chǎn)生開裂：

(1)頂桿高度不一致。

(2)凹凸模間隙研合率低。

(3)平衡塊壓力分布不均勻。

板料成型摩擦力大造成開裂：

(1)板料清洗過程中清洗油失效或擠干輥無工藝支持，導(dǎo)致板材油膜不均。

(2)模具硬度低。

(3)拉伸筋間隙不均勻。

(4)板材表面、對中臺、磁力分張器、模具型面、傳送帶表面清潔度失效。

2 結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐進(jìn)行分析

根據(jù)影響開裂的原因結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)沖壓車間在冬季生產(chǎn)過程中會經(jīng)常出現(xiàn)零件開裂現(xiàn)象；造成報(bào)廢率明顯升高。

具現(xiàn)場跟蹤統(tǒng)計(jì)：2014年因板料開裂造成583張板料的報(bào)廢；2 015年因板料開裂造成582張板料的報(bào)廢；而在2015年冬季（11月—3月）報(bào)廢的數(shù)量為503張。所以，解決板料開裂造成的報(bào)廢是節(jié)約成本的重要工作。

研究表明，隨著溫度的降低會影響到板料表面油品的黏度。而直接影響到板料的流動性能，造成板料油膜不均導(dǎo)致開裂。而我們目前使用的清洗油黏度在40℃的試驗(yàn)室溫度能夠達(dá)到我們的使用要求即黏度值為9-12。在北方冬季溫度為-20℃左右。如果板料沒有得到充分的預(yù)熱會降低板料的潤滑條件。即使通過清洗機(jī)加熱的清洗油,但由于板料通過清洗油的時(shí)間較快，在很短的時(shí)間清洗油很難提升板料表面溫度及附著在板料上的油品流動性。

綜上所述：金屬表面油膜厚度對板材成型加工影響很大，油膜過厚會導(dǎo)致板材粘連，使生產(chǎn)線停頓，影響生產(chǎn)，還會導(dǎo)致壓頭和板材中間打滑，影響沖壓質(zhì)量；油膜過薄則會在拉伸表面形成拉傷，使金屬在拉伸過程中開裂，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此對上線前的板料進(jìn)行預(yù)加熱會提升板料表面油品的綜合流動性。有助于板料成型加工。

?

3 解決措施

3.1 在外部環(huán)境較低時(shí)通過加熱及保溫工具把鋼板表面溫度控制在恒溫50度左右。

設(shè)備使用要求：安全環(huán)保、降低能耗、可移動。

根據(jù)沖壓車間提供的現(xiàn)場資料制作加熱設(shè)備。

本型烘箱具有獨(dú)特設(shè)計(jì)的強(qiáng)鼓風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，確保了溫度的穩(wěn)定性，控溫系統(tǒng)采用數(shù)顯觸摸式安全控溫，操作者直觀醒目，設(shè)有可靠性保護(hù)裝置，溫度自動控制啟停，高溫自動報(bào)警斷電安全保護(hù)功能?？蔀橛脩粼O(shè)計(jì)定制引進(jìn)生產(chǎn)線配套等特殊要求的產(chǎn)品。設(shè)備外殼采A3冷軋板制作，表面烤漆處理，美觀大方。工作室內(nèi)膽材料采用不銹鋼制作，鈑金折彎，焊接。熱風(fēng)循環(huán)模式采用左右側(cè)出風(fēng)，頂部吸風(fēng)的原理，如此反復(fù)循環(huán)。

以往的加熱裝置需要不斷的對烘箱內(nèi)部進(jìn)行持續(xù)的加熱處理，以保證烘箱內(nèi)部的溫度滿足需求。

本設(shè)備在節(jié)能方向上，做了特別處理，設(shè)備在加熱帶需求的溫度是只需要10—15分鐘左右的時(shí)間，達(dá)到設(shè)定的最高值后，設(shè)備的數(shù)顯裝置顯示實(shí)際內(nèi)部溫度，溫控系統(tǒng)自動檢測高溫，系統(tǒng)自動斷電，進(jìn)行保溫循環(huán)，如無外部排風(fēng)與冷熱交換，可保持內(nèi)部溫度持續(xù)；例如：最高溫度設(shè)定值在60℃，低溫設(shè)置在40℃，當(dāng)加熱到60℃的時(shí)候，系統(tǒng)自動斷電，進(jìn)行保溫，當(dāng)降低到40℃以下時(shí)，系統(tǒng)自動啟動進(jìn)行供熱,使設(shè)備達(dá)到節(jié)約電能的合理方案。

3.2 調(diào)整目前的工藝步驟

對目前沖壓的作業(yè)步驟進(jìn)行調(diào)整，以往準(zhǔn)備沖壓生產(chǎn)的板料都是放在備料區(qū)域，現(xiàn)備料作業(yè)增加了板料加熱保溫過程，未避免板料從加熱保溫裝置運(yùn)出后在待生產(chǎn)過程中溫度下降，影響到?jīng)_壓質(zhì)量。采取在一包料生產(chǎn)結(jié)束前5-10分鐘內(nèi)，取出下一包備料。

4 效果評定

通過此方案的實(shí)施，冬季板料在沖壓過程中報(bào)廢數(shù)量比較減少報(bào)廢張數(shù)2/3左右。節(jié)約費(fèi)用8萬多元。取得顯著效果

沖壓件開裂現(xiàn)象普遍存在于產(chǎn)品成型過程中，只有在前期充分識別潛在開裂失效原因，針對失效原因進(jìn)行有效控制，才能及時(shí)避免制件開裂問題。文章主要是結(jié)合北方地區(qū)現(xiàn)場實(shí)際情況，制定相應(yīng)對策，通過實(shí)踐總結(jié)出控制方法，對后期特殊氣溫下沖壓件開發(fā)在工藝設(shè)計(jì)階段有著重大的借鑒意義。

[1]祝令建，梁敏敏．一種工藝腔加熱保溫系統(tǒng)．軋鋼