沖孔凸模涂層對擴(kuò)孔率和切口疲勞性能影響

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沖孔凸模涂層對擴(kuò)孔率和切口疲勞性能影響

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2015年第2期

作者：松野崇等

編譯：郝長文

汽車用高強(qiáng)度鋼板的最大抗拉強(qiáng)度達(dá)到1180MPa級，影響模具的使用壽命。但涂層對提高沖模的壽命是有效的，其也可以抑制與被加工材料的粘著，顯著改善“咬模”等工具損傷程度。本文以1180MPa級超高強(qiáng)度鋼板的沖孔加工為對例，研究有涂層和無涂層時(shí)擴(kuò)孔率和疲勞性能的差異。

試驗(yàn)使用板厚1.6mm的1180MPa級超高強(qiáng)度冷軋鋼板。沖孔工具材質(zhì)為SKDⅡ改良鋼（大同特殊鋼公司的DC53）。凸模表面選擇無涂層和PVDTiN涂層兩種條件。進(jìn)行沖孔試驗(yàn)、擴(kuò)孔試驗(yàn)和平面彎曲疲勞試驗(yàn)。利用光學(xué)顯微鏡對切口進(jìn)行觀察。測量硬度和殘余應(yīng)力。對試驗(yàn)結(jié)果（包括凸模刃口表面狀態(tài)、擴(kuò)孔率、疲勞強(qiáng)度、切口性能）進(jìn)行分析研究，得出以下結(jié)論。

（1）無涂層處理的凸模在沖孔試驗(yàn)后發(fā)生咬模現(xiàn)象，而經(jīng)過涂層處理的凸模沒有發(fā)生咬模現(xiàn)象。

（2）由于試驗(yàn)用的材料強(qiáng)度高，因此涂層的優(yōu)劣無法確認(rèn)。但凸模有涂層會(huì)使切口內(nèi)部產(chǎn)生加工硬化，因此如果抑制咬模現(xiàn)象發(fā)生，則會(huì)對擴(kuò)孔率負(fù)效應(yīng)。

（3）凸模經(jīng)涂層處理后疲勞性能得到改善，其原因是凸模經(jīng)涂層處理后能防止咬模發(fā)生，使剪切面粗糙度和抗拉殘余應(yīng)力降低。

（4）有無咬模現(xiàn)象而引起的剪切面上殘余應(yīng)力之差最大約1.5GPa。