7种解决不锈钢拉深问题的强大解决方案

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在拉深过程中,零件是通过将所选材料放入成型模腔中而形成的,在该模腔中,下料或成型冲头迫使材料进入模具的形状。所得产品具有其他工艺(如纺丝、拉伸、注塑)无法实现的薄壁。

由于拉深可形成薄壁零件,因此常用于制造啤酒罐、小口径弹药的弹壳、油罐等许多产品。它还提供更高的刚度,并且不需要额外的厚度。简而言之,它可以形成固有坚固的薄壁组件。

公元前 1400 年左右,拉深出现在印度河流域文明中,使其成为目前使用的最古老的金属加工方法之一。它主要用于用铜制造扁平的圆形圆盘。该技术在公元第一个千年传播并被广泛采用。它被广泛用于武器生产,包括将铁直接锤击成形冲头的硬化边缘,将铁塑造成工具和武器。近几十年来,拉深已扩展到包括板材成型工艺,例如将管状形状压在模具上。

与其他材料相比,使用不锈钢进行拉深具有多种优势。它耐腐蚀,可以形成复杂的形状,并且可以承受高温而不会失去其形状或强度。然而,不锈钢具有几个缺点,在设计拉深零件时需要考虑这些缺点。其中最主要的是难以成型并且在压力下容易翘曲或开裂。已经开发了多种解决方案来克服这些问题,从而可以生产出满足给定应用要求的优质零件。

减少壁厚

减少壁厚是克服不锈钢深冲相关问题的最简单方法,使零件更容易成型且不易开裂或翘曲。但是,减少壁厚也可能会降低零件的强度和刚度,因此不要太过分。一个好的经验法则是将壁厚保持在 1/8 英寸(3 毫米)左右。

厚壁零件难以使用拉深成形。拉深部件的壁厚通常约为 0.007 英寸(0.18 毫米)或更多。很少有零件​​需要比这更大的壁厚。

这种解决方案很简单,并且具有成本低的附加优势。

请注意,如果壁厚减小,部件强度和耐用性可能会受到影响。对于需要高稳定性的部件,不建议使用此选项。

改变零件的设计



在许多情况下,可以通过修改零件来克服不锈钢深冲问题。例如,您可以降低其整体大小和/或复杂性。这可能包括精简内部细节、减少螺栓凸台、其他突出部分、缩小肋骨和法兰的尺寸。

零件的设计越小、越流线型,就越容易成型,在压力下翘曲或破裂的可能性也越小。这也意味着在拉深之前必须从工件上去除更少的材料,从而降低成本和浪费。

这个方案比较简单,成本也低,不用对零件设计做大的改动就可以使用,很有帮助。

缺点是它可能不适用于所有应用,尤其是那些需要高强度和耐用性的应用。

润滑



润滑剂可防止金属粘附在模具壁上,从而使部件能够顺利地从模具中退出。这最大限度地减少了零件的表面缺陷。虽然许多深拉零件可以从润滑中受益,但对于壁薄的小零件尤其要注意。使用有机润滑剂,如油、油脂、蜡(包括 PTFE 基化合物)和无机润滑剂,包括石墨、二硫化钼和氮化硼。

您几乎可以使用任何润滑剂,只要它与不锈钢兼容并且不会造成任何不利影响,例如腐蚀。

润滑的优点是价格便宜、易于实施,并且不需要更改设计。

缺点是某些润滑剂可能会损害所生产零件的质量,因此请谨慎选择适合手头应用的润滑剂。循环时间增加,因为在每个部件被撞击后需要花费时间润滑和清洁模具。

选择较软等级的不锈钢

使用较软等级的不锈钢可以克服与深冲相关的一些问题。较软的不锈钢更容易成型,并且不太可能在压力下翘曲或破裂。然而,与较硬的不锈钢相比,较软的不锈钢耐用性和耐腐蚀性较差。

用于深冲的不锈钢最常见的牌号是304和316。前者比后者更复杂,更耐腐蚀,但成型也更具挑战性。

使用较软等级的不锈钢的优点是更便宜且更容易成型,这意味着缩短循环时间。

缺点是与由较硬等级制成的部件相比,该部件的耐用性和耐腐蚀性较差。

退火零件

退火热处理工艺使金属软化,使其更容易变形。退火可以克服与拉深不锈钢零件相关的问题,但必须正确执行才能有效。如果操作不当,退火会使情况变得更糟。

对不锈钢部件进行退火的最佳方法是将其加热至 1000 华氏度(538 摄氏度)左右,然后在熔炉或其他受控气氛中缓慢冷却。这将导致金属再结晶并变得更软。

不锈钢退火的优点包括使金属更容易成型并减少压力下的翘曲或开裂。

缺点是这是一个相对昂贵的过程,并且某些零件由于其设计或几何形状而无法成功退火。

使用锻造工艺

锻造是另一种可以用来克服与深冲不锈钢零件相关的问题的工艺。它涉及在高压下将金属压缩到模具中,使其发生塑性变形并变得更坚固。

虽然锻造可以生产任何形状的零件,但最常用的是圆形或方形,并且需要专门的设备。

锻造不锈钢零件的好处包括使金属更坚固且更容易成型,从而减少在压力下的翘曲或开裂。

缺点是它是一个比深拉更昂贵的过程,并且需要专门的设备。

使用真空模具

真空模具可以克服与深冲不锈钢零件相关的一些问题。它是一种专门设计的模具,已抽空空气,从而在模腔内形成真空。这会导致金属塑性变形并变得更坚固。

真空模具最常用于薄壁小零件。典型应用包括医疗设备、电子元件和半导体部件。

与其他方法(例如液压成型和冲压)相比,使用真空模具具有多种优势。金属不与任何液体接触,因此没有腐蚀的风险。也不需要润滑剂,这减少了循环时间和浪费。

真空模具的缺点是它只能用于小而薄的壁零件。


题外话


人们可以使用多种方法来克服与深冲不锈钢零件相关的问题。最常见的方法包括使用较软等级的不锈钢、退火、锻造和使用真空模具。

每种方法都有优点和缺点,这意味着克服与拉深不锈钢零件相关的问题的最佳方法取决于所涉及的具体应用。通过了解可用的不同选项,工程师和设计师可以做出明智的决定并最有效地生产零件。以上信息应该可以帮助您了解您的选择。

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