2 影响冷轧刚板冲压性能的因素

冲压性能是材料的力学性能之一，它与材料的化学成分、厚度及表面质量、晶体的形态及加工工艺等因素有关。

2.1 材料的化学成分

冷轧板主要由碳、硅、锰、硫、磷等元素组成，它们的含量对冷轧板的性能有显著的影响。

碳含量提升，能显著提高板料的硬度，同时也增加 Fe3C 的含量，从而降低材料的塑性及冲压性能，所以冷轧板中要严格控制碳含量，一般在 C 含量小于 0.2%，对于冲压要求高的板料，其 C 含量小于 0.08%。

硅可强化铁素体，对改善板料的屈服强度，同时降低了板料的塑性，其含量小于 0.03%。

硫在板料中易形成硫化物的夹杂，影响板料的冲压性能，其含量应小于 0.001%，锰对抑制边部龟裂有改善作用，但是其可以和硫形成 MnS，降低冲压性能，其含量也应在合理的范围内。

2.1 厚度及表面质量

若厚度未达到标准值，在成型过程中容易起皱；若厚度超过标准值，则凹凸模之间的间隙减小，容易造成拉裂。

同时，若板料的厚度不均匀，在薄壁出容易拉裂。

同时板料的表面质量对冲压性能也有重要影响，表面粗糙度和其摩擦系数有很大关系，它对粗糙度进行有效控制，使之保持在 0.6um 至 1.6um 的范围内^[1]；在宏观上要保证表面光洁平整，避免出现断裂、起皱以及颈缩现象、锈斑等现象，在微观上应保证材料表面应变力分布均匀。

2.1 晶体的形态及加工工艺

板料的晶粒的大小对塑性变形影响较大。晶粒过大，或过细，都会使冲压过程中的塑性降低。

其中，若晶粒过大，则板材容易破裂，表面易出现桔皮等现象，若晶粒过细，会导致增加回弹现象。

所以，晶粒的大小应适中，冷轧薄板的粒度一般在 6~8 级。

3 冲压实例分析

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某一冲压零件的局部存在开裂现象，如图 1、图 2所示。

图 1 所示零件开裂部位在凸模圆角下方的侧壁上，图2 所示零件破裂部位在侧壁上，两者都属于强度破裂。

原因分析为，开裂区域的材料无法传递超出抗拉强度的成形力。解决方案为降低该零件开裂部位所需传递的力。具体操作办法如下：

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对于零件 a，采取增加润滑，并增加区域间的间隙，从而消除开裂，如图 3 所示。

对于零件 b ，打磨圆角，增加润滑，从而消除开裂，如图 4 所示。

4 结语

综上，冷轧薄板的冲压性能，在其本质上与材料本身的化学成分、晶体形态等因素密切相关。

宏观上我们可以根据板料的厚度及表面性能来定性评价，从板料的拉伸实验值屈服强度、抗拉强度、屈强比、塑性应变比、均匀伸长率等指标来定性判断和评估。

当出现冲压件开裂、起皱等质量问题时，除了从冲压工艺过程来改善外，还可以从材料的化学成分、加工工艺过程来分析，找出解决问题的办法。

参考文献：

[1]万敏，李东升，乔丽红.板料成型计算机分析技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[2]王章忠.新型冲压用钢的开发与展望[J].机械工程材料，2003（3）.

[3]邓陟.金属薄板成形技术[M].北京：兵器工业出版社，1993.

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