钢板热冲压新技术关键装备和核心技术
世 界 钢 铁2009年第2期轧钢
钢板热冲压新技术关键装备和核心技术
徐伟力1,管曙荣2,艾 健1,罗爱辉1
(1.宝山钢铁股份有限公司,上海 201900;2.宝钢金属有限公司,上海 200120)
摘要:钢板热冲压是一种将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压,在保压阶段通过模具实现淬火并达到所需冷却速度,从而得到组织为马氏体,强度在1500MPa左右的超高强度零件的新型成形技术。对钢板热冲压新技术的关键装备、核心技术和优缺点做了系统介绍,并指出了其使用现状和前景。
关键词:热冲压;冷却;淬火
0 前言
随着国家汽车正碰、侧碰、排放等强制法规的相继推出,汽车车身钢铁用材正面临日益严峻的挑战,采用先进高强钢,如DP钢、T R I P钢、高扩孔钢等也无可争议地成为汽车用材的主流趋势。通过车身零件减薄和高强的合理匹配,不仅可以有效减轻车身重量,降低油耗,而且可以确保和提高车型的安全性和舒适性。但对冲压成形工艺而言,减薄和高强是恶化成形性的双重因素,不仅使得车身零件在成形过程中容易开裂,而且容易产生过量回弹,影响车身后续的装配。另外,减薄和高强对车身零件本身的使用性能,特别是刚度特性会产生不利影响。对于强度超过1000MPa的高强钢,传统冲压工艺往往是束手无策。一种新型的成形工艺,特殊高强度钢板的热冲压技术应运而生。钢板热冲压是另一种获得超高强度冲压件的有效途径,是最近二十多年发展和应用起来的一种新技术。这种新技术最先由瑞典的Hard Tech公司于20世纪80年代提出,经过二十多年的发展,成功实现产业化批量应用。这种钢板热冲压新技术和传统意义上的热冲压技术的本质区别在于其不是通过空冷,而是通过布置冷却回路,并通冷却水的模具对零件实现快速淬火冷却,然后得到1500MPa左右甚至更高强度的冲压件。这种超高强度的冲压件,无论是冷冲压工艺,还是传统意义上的热冲压工艺,都无法实现。在传统热冲压领域,无论是装备还是核心技术方面,公开发表的文章相对较多,国内也有较多文献报道[1-3]。而在钢板热冲压新技术领域,公开发表的研究成果则相对较少。欧洲的P Ravier,L G A randa,Y Chastel等对热冲压过程的材料热力耦合本构关系、材料特性参数、模拟件试制进行了研究[4-5]。在国内,宝钢研究院对热冲压过程热力耦合仿真分析、热冲压材料本构关系及特性参数、热冲压零件可制造性分析等内容进行了比较系统的研究。哈尔滨工业大学、同济大学、上海交通大学、北京航空航天大学等也有相关研究或研究计划。但由于钢板热冲压新技术基本上处于技术封锁和垄断状态,国内很少有人、有机会接触到工业化的热冲压产线,对这个新技术,特别是关键装备和核心技术了解不多。为此,本文结合国内第三条(至今为止也只有三条)热冲压产线,对这个新技术的关键装备、核心技术和优缺点进行了系统、全面的介绍,并指出了该技术的使用现状和应用前景。
1 钢板热冲压新技术的关键装备
钢板热冲压新技术是一种将特殊的高强度钢板加热到奥氏体温度范围,快速移动到模具,快速冲压,在压机保压状态下通过模具(而不是空气)对零件进行淬火冷却(并要保证一定的冷却速度),最后获得超高强度冲压件(组织为马氏体,强度在1500MPa左右甚至更高)的新型成形工艺。钢板热冲压新技术的技术特征,决定了其有别于冷冲压甚至传统意义上热冲压的装备。
1.1 热冲压用钢板
热冲压需要一种特殊的高强钢,这种钢初始抗拉强度在400～600MPa左右,奥氏体化以后通过快速淬火处理,可以得到马氏体组织,其强度能达到1500MPa左右,甚至更高。目前安塞乐米塔尔能批量生产带A l-Si镀层的热冲压用钢板USI B OR1500,这种钢板在热冲压过程中不会产生氧化皮。另外,西欧、北欧、日本、韩国的钢厂也能
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批量生产热冲压用钢。国内,宝钢于2006年成功开发了不带镀层的热冲压用钢(冷轧B1500HS,热轧BR1500HS)并实现批量供货,宝钢也是目前国内唯一的热冲压用钢供应商。
1.2 加热炉
钢板热冲压新技术需要对钢板进行加热,为了避免钢板表面在加热过程中产生氧化皮,炉子需要通保护气体。为了实现在给定生产节奏下的连续自动化生产,炉子必须具备自动化进料和出料功能,必须有足够的加热功率,以实现在设定时间内使炉子里的钢板完全奥氏体化,必须保证出炉以后的钢板具有足够的定位精度。另外,炉子必须配备应急发电机,并在控制系统上确保意外断电后的自动启动功能,以保护炉子内的陶瓷辊。目前,全球范围内的数十条钢板热冲压产线,其加热炉全部由欧洲供应商提供,国内至今还没有成熟、可靠的产品。
1.3 上料装置
对于连续自动化冷冲压生产而言,可以采用机器人带吸盘的方式,抓取钢板,并将钢板放置于模具上。对于连续热冲压而言,由于出炉后的钢板处于高温状态,无法采用吸盘,其上料装置只能采用针对特定毛坯形状设计的夹持器,并依靠机器人或机械手的动作,将高温状态的钢板送到模具上。夹持器的设计必须考虑钢板在高温状态下的膨胀效应,同时既要考虑平稳地抓取钢板,又要尽可能地减小夹持点处钢板的局部温降。为了尽量减少钢板表面的氧化皮,并减小钢板热冲压之前的温降,上料时间必须尽可能地短,采用高速机械手是最佳的选择。目前国内既无成功设计热冲压上料夹持器的经验,也无钢板热冲压上料所需的快速机器人或机械手的供应商。
1.4 压机
钢板热冲压压机要具备快速合模冲压并保压的功能。显然,目前用于冷冲压的压机不能完全适用于钢板热冲压工艺,因为传统的液压机不具备快速合模、冲压的功能,而传统的机械压力机又不具备保压功能。由于钢板热冲压压机要兼顾传统液压机和机械压力机的优点,因此需要量身定做。目前全球范围内近百条钢板热冲压产线中的压机是由2-3家欧洲供应商提供的。
1.5 下料装置
对于连续自动化冷冲压生产而言,可以采用机器人带吸盘的方式,抓取冲压以后的零件,并放置于平台或料箱。对于钢板连续热冲压而言,由于保压淬火后的零件尚有200℃左右的温度,无法采用吸盘,只能采用针对特定零件设计的夹持器,并依靠机器人或机械手的动作,将热态的零件放到输送平台或料箱。目前国内既无成功设计热冲压下料夹持器的经验,也无钢板热冲压下料所需的快速机器人或机械手的供应商。
1.6 切边和冲孔
对于冷冲压而言,可以在压机上利用模具来批量进行切边、冲孔处理。但对于钢板热冲压而言,由于零件强度非常高,因此经常采用激光切割的办法进行切边、冲孔。国外企业也在采用大吨位压机和特殊材料制作的模具来批量进行切边、冲孔,但国内没有这方面的技术和经验积累。
2 钢板热冲压的核心技术
2.1 零件外形和工序设计
采用冷冲压工艺的零件,其外形设计自由度相对较大,并可以通过3-6个工序来成形所需外形、尺寸的零件。钢板热冲压原则上只能一道冲压成形,因此零件外形设计上要充分考虑其工艺特点。对于冲压深度很深、成形难度很大的中通道类零件,可以先采用冷冲压进行预成形,然后再进行热冲压,但设备投资和零件价格会相对较高。
2.2 热冲压模具
和冷冲压模具及传统意义上的热冲压模具不同,钢板热冲压新技术所需的模具具有其特殊性,核心技术体现在:
(1)由于车身冲压件装配精度要求较高,模具型面设计时需要考虑钢板的热胀冷缩效应,并采取有效补偿方案,同时,模具型面不能设计冷冲压模具中常用的拉深筋;
(2)模具内部冷却回路的设计(包括冷却孔径的大小、冷却孔的间距和布置方式、冷却孔中心离模具型面的距离、冷却水的流动方式等);
(3)基于加工工艺性,特别是钻孔工艺性的模具分块及其精密装配技术;
(4)模具冷却水泄漏的有效解决方案。
目前,全球范围内能成功设计、制造钢板热冲压模具的厂家不超过20家,而且实行严格的技术保护和封锁。国内能够接触到这类模具内部结构的人极少,至今不具备这类模具的设计能力。目前国内仅有的3条钢板热冲压产线所使用的热冲压模具全部从国外进口,价格昂贵。
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2.3 毛坯定位
对冷冲压而言,常常采用定位销对毛坯进行定位。对热冲压来说,热态毛坯在重力作用下的变形挠度很大。为了最大限度地避免毛坯在冲压之前过早地和模具表面接触,以减小温降,提高热冲压成形性,需要设计专门的支撑机构来支撑毛坯。2.4 钢板热冲压CAE 分析
钢板热冲压新技术领域的CAE 分析可以拆分为热冲压过程分析(预测零件的热冲压可制造性)、保压淬火过程分析(预测零件的组织和力学性能)和回弹分析(预测零件的成形精度)。目前,在这一领域,各厂家也分别以企业技术秘密的形式实行严格的技术保护和封锁,见诸报道的都是分析的结果而不是过程。在冲压过程的CAE 分析中,需要准确的材料性能参数,如弹性模量、泊松比、高温状态下的应力应变关系和钢板摩擦特性等,这些参数和冷冲压状况是完全不同的。近几年来,宝钢通过大量的试验工作,在钢板热冲压零件可制造性方面取得了一定的突破,已能满足一定的工业需要。图1是宝钢对国内某车型的B 柱加强板开展热冲压可制造性分析的结果,
图2是该零件试冲结果。可以看出,宝钢开展的
热冲压可制造性分析能够成功预测零件的热冲压
成形缺陷,对优化、改进零件外形及其热冲压模具型面具有重要作用。
至于保压淬火过程的CAE 分析,更是全球范围内亟待攻克的技术难题,至今没有很好的解决方案。保压淬火涉及零件内部组织由奥氏体向马氏体的转变,以及由此带来的零件力学性能的突变。要提高保压淬火的CAE 分析精度,首先需要准确预测在设定的热冲压生产节奏下,冷却水以设定的入口温度、压强和流量流过模具冷却回路时对高温状态钢板能够产生的冷却速度,然后才是复杂的热力耦合分析,预测零件的组织和力学性能。
至于回弹CAE 分析,对于整个冲压界而言,都是没有妥善解决的世界性难题。每届的国际NUM I SHEET 会议(板料冲压仿真会议),都有关于回弹的标准考题和回弹CAE 分析的阶段性、局部性研究成果发布。对于热冲压而言,由于前面的热冲压过程分析和保压淬火过程分析的复杂性,因此最后阶段高精度的回弹分析显得尤其困难。目前业内基本上是通过制作样模进行试冲,来检验零件的力学性能和尺寸精度,这无形之中也增加了钢板热冲压零件的制造成本。2.5 热冲压工艺的优化设计
热冲压零件的影响因素众多,毛坯形状、加热温度、炉内保温时间、钢板开始冲压的温度、冲压速度、保压时间、冷却速度等因素都会对零件热冲压的成形性和成形质量产生直接影响。宝钢联合国内高校,以模拟件为例,初步揭示了这些因素的影响规律。在此基础上,宝钢将在热冲压产线平台上,开展上述因素对实际车身零件热冲压成形质量的影响的研究。3 热冲压的优缺点分析
和冷冲压相比,热冲压具有明显的技术优势,主要表现在以下几个方面:
(1)可以得到超高强度的车身零件,从而减小零件厚度,减少车身加强板数量,提高车身的碰撞性能,实现车身的有效减重;
(2)成形性相对较好;
(3)冲压所需的设备吨位较小,一般而言,800t 的高速液压机就能满足大部分车身零件热冲压需要;
(4)尺寸精度好。
图3是热冲压用钢BR1500HS 在相同工艺条
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件下冷冲压件和热冲压件的外形对比。热冲压件的强度在1500MPa 左右却几乎没有回弹,这在钢板热冲压新技术发明应用之前是不可想象的。而冷冲压件的强度只有600MPa 左右,却有明显回弹。
(1)零件表面硬度、抗凹性和刚度特性好;(2)零件外形设计可以简化
。
图3 热冲压件和冷冲压件成形精度比较
当然,热冲压技术也有自身的缺点,主要是:
(1)生产节奏相对较慢;
(2)由于热冲压模具价格较高,能耗相对较大,后续又要采用激光切割,所以热冲压零件的制造成本较高,这就需要在新车型或改进车型设计时优化考虑,通过减小零件厚度或减少加强板数量的方式,来控制白车身的综合制造成本;
(3)采用非镀层钢板进行热冲压时,工作环境相对恶劣;
(4)热冲压产线的固定投资较大;
(5)作为一个新兴的技术,热冲压领域公开发表的成果较少,存在技术封锁和垄断。4 钢板热冲压使用现状及其前景
热冲压作为一个新兴的成形技术,作为冲压
零件高强化的另一有效途径,在汽车领域具有广阔的应用前景。目前,国外越来越多的车型,包括经济型小车采用热冲压零件;国内从欧美引进的车型也广泛采用钢板热冲压零件。适用于热冲压的典型车身零件主要有前、后门左右防撞杆(梁)、前、后保险杠、A 柱加强板、B 柱加强板、C 柱加强板、地板中通道、车顶加强梁等。图4是典型的适用于热冲压工艺的车身B 柱加强板。
但总体而言,国内车型(
特别是自主品牌车
图4 适合于热冲压工艺的车身B 柱加强板
型)的碰撞性能,尤其是侧碰性能普遍欠佳,而合
理采用热冲压零件,既能显著提高车身的碰撞性能并减轻车身重量,又能有效控制车身的综合制造成本。国内一些自主品牌汽车厂已以战略性的眼光来看待热冲压新技术,并大胆在其新车型或改进车型中加以采用,并取得了非常显著的效果。国内某款车型,A ,B 加强板采用热冲压零件以后,其N -NCAP (国外碰撞测试)从一星级一跃上升至三星级。可以预测,钢板热冲压新技术将在汽车领域得到越来越广泛的应用,其相关装备和核心技术的研究也将成为冲压界新的研究热点。
另外,钢板热冲压新技术在农业、矿山机械领域也有广泛的应用前景,可以显著提高相关器具的强度、硬度和耐磨性。
参考文献
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各种冲压材料性能及代码
各种冲压材料介绍 常用的冲压材料通常有：各种钢板、不锈钢板、铝板、铜板以及其他非金属板材类 其中钢板（包括带钢）的分类： 1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板 3、按表面特征分类:（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板 4、按用途分类:（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他 我们通常所说的冲压钢板板材，多是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。 热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷。冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。简单来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。 冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。硬轧板由于没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 简单来说，冷轧板，就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的。一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。 由于冷轧板是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此，人们还是称由这种生产工艺生产出来的钢板叫冷轧板。由于热轧板经过连续冷变型而成的冷轧板，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，所以我们通常所使用的冷轧板都是有经过退火处理的，因此硬度相对热轧板要低一些，而韧性比热轧板要好一些，表面质量也好得多！没有经过退火的叫轧硬卷，轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品。 一、冷轧板 1〉、冷轧普通薄钢板 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275； 符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。 2〉、冷轧优质薄钢板 同冷轧普通薄钢板一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质，经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。 适用牌号：08、08F、10、10F
冲压常用材料表、冲压件常用材料介绍解析
冲压常用材料表、冲压件常用材料介绍 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多冲床及冲压自动化生产线技术，就在深圳机械展！ 冲压工艺对材料的要求 1.首先要满足冲压件的使用要求：强度、刚度、导电性、导热性、重要性、耐腐蚀 等。 2.满足冲压工艺条件应具有良好的塑性和表面质量、板料的厚度。 冲压板料的准备 一般情况的毛毡都是较大的板料的带料，由剪板机按冲压工艺和工序情况进行剪切、 剪成适合的形状、其中剪切的本要考虑的料的纤维方向。 常用冲压材料介绍 常用的冲压材料通常有：各种钢板、不锈钢板、铝板、铜板以及其他非金属板材类 其中钢板（包括带钢）的分类： 1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板 3、按表面特征分类:（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板 4、按用途分类:（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他 我们通常所说的冲压钢板板材，多是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材 厚度小于 4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。
热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带 钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢 带卷。冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫 直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢 带产品。简单来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块） 精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种 叫热轧。 冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由 于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲 压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热 镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸 洗卷进行连续轧制。硬轧板由于没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷 取方向）。 简单来说，冷轧板，就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的。一般来讲是热轧---酸 洗---冷轧这样的加工过程。 由于冷轧板是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢 板升温，尽管如此，人们还是称由这种生产工艺生产出来的钢板叫冷轧板。由于热 轧板经过连续冷变型而成的冷轧板，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火 才能恢复其机械性能，所以我们通常所使用的冷轧板都是有经过退火处理的，因此 硬度相对热轧板要低一些，而韧性比热轧板要好一些，表面质量也好得多！没有经 过退火的叫轧硬卷，轧硬卷一般是用来做 无需折弯，拉伸的产品。 一、冷轧板 1〉、冷轧普通薄钢板 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热 轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生 氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和
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重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。简单来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。 冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。硬轧板由于没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 简单来说，冷轧板，就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的。一般来讲是热轧---酸 洗---冷轧这样的加工过程。 由于冷轧板是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此，人们还是称由这种生产工艺生产出来的钢板叫冷轧板。由于热轧板经过连续冷变型而成的冷轧板，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，所以我们通常所使用的冷轧板都是有经过退火处理的，因此硬度相对热轧板要低一些，而韧性比热轧板要好一些，表面质量也好得多！没有经过退火的叫轧硬卷，轧硬卷一般是用来做 无需折弯，拉伸的产品。 一、冷轧板 1〉、冷轧普通薄钢板 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275； 符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中 属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。
冲压成形工艺
冲压成形工艺 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
冲压成型资料 1 冲压成型工艺定义： 冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的加工方法。冲压工艺的应用范围十分广泛，既可以加工金属板料、棒料，也可以加工多种非金属材料。由于加工通常是在常温下进行的，故又称为冷冲压。 2冲压工艺的特点： 2.1 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。 2.2 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。 2.3 操作简单、劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。 2.4 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， 3 冲压材料的基本要求： 冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后的加工要求 (如切削加工、电镀、焊接等)。冲压工艺对材料的基本要求主要有： 3.1 对冲压成形性能的要求： 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(均匀伸长率δb高)、屈强比(σs/σb)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 (σs /E)小。
对于分离工序，并不需要材料有很好的塑性，但应具有一定的塑性。塑性越好的材料，越不易分离。 3.2 对材料厚度公差的要求： 材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。 3.3 对表面质量的要求 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。 4 冲压常用材料： 冷冲压用材料大部分是各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压。对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料 (又称卷料)有各种规格的宽度，展开长度可达几十米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也可做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 4.1 黑色金属普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。 对冷轧钢板，根据国家标准GB708-88规定，按轧制精度（钢板厚度精度）可分为A、B级： A──较高精度； B──普通精度。
钢结构焊接热处理工艺
京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程 钢结构焊接热处理工艺 施工措施 批准： 审核： 编制： 南京龙源环保有限公司京隆项目部
目录 一、编制依据 (2) 二、材料介绍 (2) 三、焊接施工流程 (3) 四、焊接工艺参数的选择 (3) 五、现场焊接顺序： (4) 六、现场技术管理 (9) 七、作业的安全要求及措施 (9)
内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用"H"型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采用分段对接方式连成一体，其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。 一、编制依据 1.1《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)1996年版。 1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。 1.3《电力建设安全工作规程》（第1部分：火力发电厂） DL5009.1—2002。1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。 1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。 1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。 1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸 1.8《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2006版。 二、材料介绍 1. Q345化学成分如下表（%）： 2.Q345力学性能如下表（%）： 其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa
3. Q345钢的焊接特点 3.1 碳当量(Ceq) Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。 3.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 3.2.1 热影响区的淬硬倾向 Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 3.2.2 冷裂纹敏感性 Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。 三、焊接施工流程 1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（合格）焊接材料的选用 2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。 3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。 4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。 5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。 6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。 四、焊接工艺参数的选择
常用冲压材料
常用冲压材料介绍 常用的冲压材料通常有：各种钢板、不锈钢板、铝板、铜板以及其他非金属板材类 其中钢板（包括带钢）的分类： 1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板 3、按表面特征分类:（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板 4、按用途分类:（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他 我们通常所说的冲压钢板板材，多是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。 热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷。冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。简单来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。 冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。硬轧板由于没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 简单来说，冷轧板，就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的。一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。 由于冷轧板是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此，人们还是称由这种生产工艺生产出来的钢板叫冷轧板。由于热轧板经过连续冷变型而成的冷轧板，在机械性能比较差，硬度太高。必须经过退火才能恢复其机械性能，所以我们通常所使用的冷轧板都是有经过退火处理的，因此硬度相对热轧板要低一些，而韧性比热轧板要好一些，表面质量也好得多！没有经过退火的叫轧硬卷，轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品。 一、冷轧板 1〉、冷轧普通薄钢板 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。 适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275； 符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。 2〉、冷轧优质薄钢板 同冷轧普通薄钢板一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质，经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。 适用牌号：08、08F、10、10F
钢的热处理工艺
钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的
钢板冲压网
重型钢板网 重型钢板网是金属丝网行业中的一个品种。又名防眩网、金属扩张网、拉伸网、铁板网、冲孔网等。是金属板材经过特种机械的冲压、拉伸后，形成具有网孔的片状物体。 重型钢板网是钢板网的一种类型，它是一种金属筛网，它还有一些其它的名字叫做金属板网、菱形网、铁板网等等，这些名字大多都是根据它的形态或者使用上来命名的，重型钢板网的主要用途是一种安全网，用于公路、铁路，或者一些水利、电力的设施，来保障公路铁路等设施的正常运转。 低碳钢板、不锈钢板、铝镁合金板、铝板、铜板、钛板、镍板。 长节距: 50-200mm 短节距: 25-100mm 板厚: 5mm以上长度范围:300-6000mm宽度范围:200-2000mm 碳钢重型钢板网 冲压、拉伸、压平而成、美观大方、坚固耐用。 重型钢板网是一种载重量较大的钢板网产品,它可以选用:普通钢板、不锈钢板、铁板、铜板、铝板、钛板、镍板等为原料,经冲床高压冲压、拉伸而成。
可以用于油罐车脚踏网、重型机械及锅炉、油矿井、机车、万吨轮船等的工作平台、扶梯、走道,作为建筑业、公路、铁路桥梁做钢筋使用。本产品现已成为大庆油田、大港油田、大连造船厂的平台专用网产品。还可用于监狱护栏网，质量好，牢固。 品名长节距(mm)短节距(mm)梗宽(mm)梗厚(mm)每平方米重量(kg) 重型钢板网60 24 5.0 5.0 16.20 重型钢板网60 30 5.0 5.0 12.93 重型钢板网80 32 4.0 4.0 8.16 重型钢板网80 32 5.0 5.0 12.15 重型钢板网80 40 4.0 4.0 6.53 重型钢板网80 40 5.0 5.0 9.71 重型钢板网100 38 4.0 4.0 6.87 重型钢板网100 38 5.0 5.0 10.22 重型钢板网100 38 6.0 6.0 14.78 重型钢板网100 50 4.0 4.0 6.54 重型钢板网100 50 5.0 5.0 7.78 重型钢板网100 50 6.0 6.0 11.23 考察地点安平县，参观厂金贝特金属板网厂。 了解安平生产生产情况安平县内总共有冲压板网厂187家，冲压设备500多台，生产能力3000吨/天左右，重型板网每天生产量在1200吨左右。设备投资46万/台，冲压板网宽度2.7米，宽度2.5米以上出口量比较大市场比较好。原材料价格2500元/吨，人工费100元/吨，电费10元/吨，设备费维修15元/吨包括模具费用，废钢损耗5%，废钢损耗60元/吨。市场价格2950-3040元/吨。利润在300-400元/吨。我们优势有充足的原料资源，下角料回收利用率高。 护坡钢板网 护坡钢板网是基坑支护喷砼用钢板网的简称，按钢板厚度属于菱形钢板网系列中的轻型钢板网，按钢板网孔径属于轻型钢板网系列中的100刀钢板网，俗称护坡钢板网，又称防锈钢板网、红漆钢板网、基坑钢板网、支护钢板网、喷砼钢板网、浇筑钢板网、护坡拉伸网、护坡扩张网、2.0x50x100钢板网等各种不同名称。根据中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99对基坑支护的定义：为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。护坡钢板网是针对定义中的基坑侧壁喷砼支护用的一种既轻便、牢固、抗拉力大、施工方便、成本低的新型钢筋材料，与
影响冷轧钢板冲压性能的因素浅析_王西光
1998年8月 农机化研究 第3期影响冷轧钢板冲压性能的因素浅析 王西光 张稀胜 刘江龙 (佳木斯联合收割机厂) 摘 要 探讨了影响冷轧钢板冲压性能的因素及其性能评定方法,为冲压件的正常生产提供了理论依据。 关键词 冷轧钢板 冲压性能 因素 性能评定 采用冲压工艺生产零件,材料利用率高,能冲制形状复杂、互换性能好的零件,是机械制造中重要的成形工艺之一。在我厂的联合收割机生产中,冷轧钢板冲压件的用钢量约占用钢总量的30%;因此确保冷轧板冲压性能,对保证冲压成形状复杂且不开裂的零件以及零件的尺寸精度及表面质量,就显得尤为重要。 1 冷轧板的特点 冷轧钢板的厚度一般在3.0mm以下。大量应用的是连轧钢板,它能生产出形状复杂,表面质量高的零件。我国的相关标准中(GB699-88、GB13237-91GB5213-85)规定了钢板的化学成分和力学性能。 从防止混种的扫除性以及提高发芽率的角度考虑,应注意干燥温度,明确干燥机所具备的条件。 2.1 稻种的暂时贮留 为保证稻种安全,在容易影响发芽率的高水分状态,须避免湿稻谷贮留。如暂时贮留,稻谷水分须在18%以下。 2.2 稻种的干燥温度 稻谷在高温下会失去发芽率,水分越高,受温度影响越大。 一般粮食用的循环型干燥机的干燥温度设定,考虑不损害米质与食味,干燥效率不影响翌日的收获作业。高发芽率要求稻种保持生物活力,尤其在收获期降雨多时,稻谷水分高,稻穗容易发芽,要求设定安全干燥温度。据研究,干燥温度在40℃以下时,不发生发芽损害。 2.3 种稻用循环型干燥机的具备条件 主要条件是:干燥机的热风风道能够确保指定的送风温度,热风道内的风温要基本稳定,温度要在40℃以下;具有完备的清除机构,防止混种;干燥速率要确保在每小时0.6%以下;干燥中稻谷循环均匀。 收稿日期:1998-01-15
冲压常用材料
冲压常用材料标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
一、常用钢材的种类、代号及说明 SPCC：S：steel(钢) P：plate(板) C：clod(冷) C：commercial(压延) 冷间压延钢板 SPCD：S：steel(钢) P：plate(板) C：clod(冷) D：deep drawn 冷间压延拉伸钢板 SPCE：S：steel(钢) P：plate(板) C：clod(冷) E：deep drawn extra 冷间压延深深拉钢板 SECC：S：steel(钢) E：electrolytic(电镀) C：clod C：commercial 冷间压延电镀钢板 SECD：S：steel(钢) E：electrolytic(电镀) C：clod D：deep drawn 冷间压延深拉电镀钢板 SECE：S：steel(钢) E：electrolytic(电镀) C：clod E：deep drawn extra 冷间压延深深拉电镀钢板 SECC-K2：K2为神户制钢所对表面耐指纹电镀锌钢板的行业标准代号之表示，其表面涂为有机涂层。 SECC-KS：KS则表示表面涂层为无机涂层。 SECC-CS：CS为新日本制铁行业标准代号之UF处理钢板（耐指纹）的一种。 UF处理钢板分为三种：EGC-CZ 有机被膜μm EGC-CF 有机被膜μm
EGC-CS 有机被膜μm SEHC：热轧镀锌钢板及钢带 SEHD：热轧镀锌深拉钢板及钢带 SEHE：热轧镀锌深深拉钢板及钢带 SGCC：冷轧涂镀锌钢板及钢带 SGCH：冷轧涂镀锌冷硬钢板及钢带 SGCD：冷轧涂镀锌深拉钢板及钢带 SGHC：热轧涂镀锌钢板及钢带 CGCC：冷轧涂彩锌钢板及钢带 CGCD：冷轧涂彩锌冷硬钢板及钢带 CGCH：冷轧涂彩锌冷硬钢板及钢带 注： 新推出的新型材料（环保材料）与旧材料有以下区别： 环保材料：又称无铬电镀钢板，只对表面有做处理的材料而言，而冷轧钢板作为所有钢板材料后处理的基板无需进行表面处理，目前推出的环保材料暂时只有电镀锌钢板一种类型，如下： 新日本制铁材料，代号为：EGC-QS：一般环保电镀锌钢板。
T12钢热处理工艺
金属材料与热处理技术课程设计 题目：T12钢热处理工艺课程设计 院（系）：冶金材料系 专业年级：材料1201 负责人：陈博 唐磊，杨亚西， 合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青 指导老师：罗珍 2013年12月
热处理工艺课程设计任务书 系部冶金材料系专业金属材料与热处理技术 学生姓名陈博，杨亚西，唐磊，谭平，多杰仁青，潘佳伟 课程设计题目T12 设计任务： 1，课程设计的目的：为了使我们更好地了解碳素工具钢的性能及其热处理工艺流程。培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。学习热处理工艺设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等进行热处理设计的基础技能训练。 2.课程设计的任务分组（碳素工具钢T12） ①：锉刀的热处理工艺（唐磊） ②：热处理后的组织金相分析（陈博） ③：淬火（潘佳伟） ④：回火（多杰仁青） ⑤：局部淬火（谭平） ⑥：缺陷分析（杨亚西） 3.课程设计的内容： T12钢热处理工艺设计流程 4参考文献： 【1】詹艳然，吴乐尧，王仲仁．金属体积成形过程中温度场的分析．塑性工程学报，2001，8(4) 【2】叶卫平，张覃轶．热处理实用数据速查手册．机械工业出版社．2005，59---60 【3】许天己钢铁热处理实用技术．化学工业出版社2005，134"～136 设计进度安排： 第一周周一~周二钢的普通热处理工艺设计理论学习 周三~周五分组进行典型金属材料的热处理工艺设计第二周周一~周三撰写设计说明书 周四~周五答辩 指导教师（签字）： 年 月日
热处理工艺卡 热处理工艺卡材料牌 号 T12 零件重 量 锉刀400g 工艺路 线 热轧钢板冲压下料——退火——校直——铣或刨侧 面——粗磨——半精磨——剁齿——淬火加回火。 技术条件检验方法 硬度HRC60-62，HB≤207 洛氏硬度计，布氏硬度计 金相组 织 珠光体，马氏体和 渗碳体 金相观察 力学性 能 硬度：退火，≤ 207HB，压痕直径≥ 4.20mm；淬火：≥ 62HRC 布氏法，洛氏法 工 序号工序名称设备 装炉方式 及数量 加热温 度℃ 保温 时min 冷却 介 质 温 度 ℃ 冷却时间 min 1 预热加热炉- 550-65 加热 时间 的5-6 倍 - - - 2 球化退火退火炉- 760-77 0 2-4h 空 气 550 -60 4h 3 淬火保护气 氛炉- 770-78 - 水150 -20 10 4 低温回火回火炉- 160-18 0 0.75- 1h 空 气 150 60 编制人陈博编制日期2013.12.11 审核日期
化学成分对钢板冲压性能的影响以及汽车冲压件选材
- 134 - 微量元素对钢板冲压性能的影响以及 汽车冲压件选材 葛 辉 （桂林大宇客车有限公司，广西 桂林 541003） 【摘 要】文章详细介绍了微量元素对钢板冲压性能的影响以及汽车冲压件在选材时的注意事项，可供业内工程技术人员参考。 【关键词】板料冲压；微量元素；冲压件；选材 【中图分类号】TG386.4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)11-0134-02 （一）引言 板料冲压是一种低成本高效率的生产方法，在汽车工业中占有显著的地位，汽车冲压件所用的材料不仅要满足设计的技术要求，还应当满足冲压工艺要求。汽车冲压件的工艺要求主要是：① 材料应具有良好的塑性尤其是优异的深冲性能；② 材料应具有良好的表面质量，特别是外部覆盖件应光洁、平整、无缺陷、无损伤，不允许成形后的零件表面出现滑移线；③ 材料应具有严格的厚度尺寸公差。 碳钢价格低廉，易于加工，是汽车工业应用最为广泛的金属材料，钢板冲压件在汽车零部件中的比例很大，而且形状越来越复杂。在使用钢板制造各种形状及尺寸的构件时，一般会经过剪切、冲裁、弯曲、拉延和成形等工序，这些工序的完成都与材料塑性有着密不可分的关系。 （二）微量元素对钢板冲压性能的影响 碳钢中除了铁和碳两个基本组成元素之外，还包含了Si、Mn、S、P 等常存杂质元素，有时为了改善钢板的机械性能，往往人工添加一些合金元素，如Al、Ti、Nb 等，这些微量元素对钢板机械性能的影响不尽相同。 1.碳的影响 碳是钢中的一种最基本的元素，它对钢板强度尤其是抗拉强度的影响特别显著。我们用公式来表示的钢板的屈服强度和抗拉强度分别为 式（1）、式（2）中：h 为冷轧钢板的厚度。 式（1）、式（2）表明各元素对钢材强度的影响程度是不 同的，从式（1）可以看出，碳对屈服强度σs 的影响仅次于 Ti、P、V，从式（2）可以看出，碳对抗拉强度σb 的影响居 首位。 含碳量增加，会增加钢材中Fe 3C 的数量，钢板的抗拉强 度和屈服强度提高，塑性降低，使冲压性能恶化，特别是当 Fe 3C 出现于晶界时，对冲压性能的不利影响更大，对冷轧钢 板深冲性能的影响尤著。 因此，在汽车冲压件选材时，难冲件所用的冷轧钢板，往往是低碳钢（C≤0.12%或C≤0.08%），甚至是超低碳IF 钢（C≤0.008%）。 2.硅的影响 硅在钢中是一种有益的元素，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，所以钢中常含有0.20%～0.30%的硅。硅是固溶强 化元素，它的原子半径较大，硅固溶到铁素体中可使铁素体产生畸变，从而可以有效地提高铁素体的强度，硅还可以促进钢在回火时的碳化物析出，促进沉淀强化。硅的置换固溶强化效果较大，但对韧性危害作用也大，高硅的含量会增加钢的轧制抗力，促进钢的脱碳和石墨化以及白点的产生。 硅溶于铁素体中，强化铁素体的作用很大，增加强度，降低塑性，含硅量越低越好，深冲压钢板不能用硅脱氧。 一般汽车用冷轧钢板，硅含量应控制在0.03%以下，对于冷轧双相钢板，多用硅和锰强化。 3.锰的影响 锰在钢中也是一种有益的元素，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，钢中通常含有0.30%～0.50%的锰。锰对冷轧钢板的r 值有不利影响，易形成MnS 夹杂，故锰含量应控制在0.35%以下，对超深冲冷轧钢板，Mn≤0.20%。但锰有防止钢过氧化 和避免冷轧钢板边部产生龟裂的有利作用。 锰对冲压性能的直接影响不大，锰和硫形成MnS 夹杂物， 其数量和形态对冲压性能有一定影响。 16Mn 钢中MnS 夹杂，在轧制温度下具有好的塑性，轧制时沿着轧向伸长，形成细长条MnS 夹杂。冲压成形时，这种夹杂物与金属界面分离而形成显微空洞，成为零件冲压开裂的起始点。 4.磷的影响 磷为置换固溶强化元素，其强化能力很强，约为硅、锰 的7～10倍，是生产高强度冷轧钢板的最佳元素。超深冲级 的高强度钢板在汽车车身上大量应用，均采用加磷来强化。 含磷高强度冷轧钢板有以下特点：（1）当磷原子进入铁原子 晶格内，与铁原子置换形成固溶体。因磷和铁原子的半径不 同，在磷原子周围产生弹性变形而使钢强化。（2）含磷高强 【收稿日期】2009-07-02 【作者简介】葛辉（1970 －），女，广西桂林人，桂林大宇客车有限公司工程师，研究方向为钣金加工工艺。 更多资料查看：https://www.wendangku.net/doc/d016141188.html,
高强钢的冷冲压成型
高强钢的冷冲压成型 精益生产、绿色生态 高性能润滑剂可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、压裂或被焊接到模具上。好的润滑剂还能够减少摩 擦热量，使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。
汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响，该行业发展之矛盾也日益凸显。展望未来，该行业的发展只有建立在自然、生态、节能、安全等背景下，其发展才可持续。 在此背景下，汽车轻量化以及高强钢的应用成为了重要发展方向。但受高强钢板材强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。 据调查统计，部分汽车品牌高强钢的应用不断扩大，有些车型的车身框架高强度钢的应用已达90%。 一、高强钢特点及成型问题分析 根据美国钢铁学院能量部的研究，即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。高强钢的延展率只有普通钢材的一半(如下图1)
同时，当材料被冲压成形时，会变硬，不同的钢材，变硬的程度不同（如下图2）。一般高强度低合金钢只略有20MPa增加，不到10％。注意：双相钢的屈服强度有140MPa增加，增加了40％多！金属在成形过程中，会变得完全不同，完全不像冲压加工开始之前。这些钢材在受力后，屈服强度增加很多。材料较高的屈服应力加上加工硬化，等于流动应力的大大增加。因此，开裂、回弹、起皱、工件尺寸、模具磨损、微焊接磨损（如下图3）等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。 高强钢屈服强度 普通高强钢HSS 210Mpa 30KSI 比低碳钢含更多的碳和锰 高强度低合金钢HSLA 280-550Mpa 40-79KSI 细晶铁素体与碳和/或者氮析出物，含钛、钒，冲压时， 板材屈服强度-YS，仅增加-伊苏只增加20Mpa(3KSI) 热处理硬化钢180-280Mpa 26-40KSI 在冲压加工成形过程中被硬化或者经过烤箱170F（20-30 分钟），屈服强度提高70Mpa(10KSI) 双相钢350-600Mpa 50-86KSI 软铁素与岛状马氏体。烘烤硬化-加工时，屈服强度可以 增加140Mpa(20KSI) 相变诱发塑性钢TRIP 400-800Mpa 57-114KSI 铁素体和马氏体-同样有贝氏体和残余奥氏体。合金使点 焊更具挑战性。 拉伸翻边高强度钢About 590Mpa 84KSI 应用时需要较高的剪切边缘延伸度。铁素体、贝氏体和 残余奥氏体。 复相钢350-600Mpa 50-86KSI 有精细显微结构的铁素体，较高比例的马氏体和贝氏体。 图2
板料成形性能及冲压材料
板料冲压成形性能及冲压材料 板料的冲压成形性能 板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。下面分别讨论。 (一)成形极限 在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。 依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。归纳起来，大致有下述几种情况： 1.属于变形区的问题 伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。 2.属于非变形区的问题 传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。也分为两种情况： 1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。 2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。 非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。根据发生问题的部位不同，可分为： 1)待变形区拉裂或起皱：例如在盒形件的后续拉深工序中，待变形区金属流入变形区的速度不一致，靠直边部分流入速度快，角部金属流入速度慢。在这两部分金属的相互影响下，直边部分容易发生拉裂，角部则容易沿高度方向压屈起皱。 2)已变形区拉裂或起皱：如薄壁件反挤时，若金属从变形区流到已变形区的速度不均匀，则速度快的部位易因受附加压应力而起皱，速度慢的部位易受附加拉应力的作用而开裂。
常用钢材热处理工艺参数
热处理工艺规程B/Z61.012－95 （工艺参数）
2012年10月15日
目录 1.主题内容与适用范围 (1) 2.常用钢淬火、回火温度 (1) 2.1要求综合性能的钢种 (1) 2.2要求淬硬的钢种 (4) 2.3要求渗碳的钢种 (6) 2.4几点说明 (6) 3.常用钢正火、回火及退火温度 (7) 3.1要求综合性能的钢种 (7) 3.2其它钢种 (8) 3.3几点说明 (8) 4.常用钢去应力温度 (10) 5.各种热处理工序加热、冷却范围 (12) 5.1淬火……………………………………………………………………………………………1 2 5.2 正火及退火 (14) 5.3回火、时效及去应力 (15) 5.4工艺规范的几点说明 (16) 6.化学热处理工艺规范 (17) 6.1氮化 (17) 6.2渗碳 (20) 7.锻模热处理工艺规范 (22) 7.1锻模及胎模 (22) 7.2切边模 (24) 7.3锻模热处理注意事项 (25) 8.有色金属热处理工艺规范 (26) 8.1铝合金的热处理 (26) 8.2铜及铜合金 (26) 9.几种钢锻后防白点工艺规范 (27) 9.1第Ⅰ组钢 (27) 9.2第Ⅱ组钢 (28)
热处理工艺规程（工艺参数） 1.主题内容与适用范围 本标准为“热处理工艺规程”（工艺参数），它主要以企业标准《金属材料技术条件》B/HJ－93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据（不包括高温合金），并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。 本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。 2.常用钢淬火、回火温度 2.1 要求综合性能的钢种： 表1