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受力不均，導致走料速度不均，產生開裂：

(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 結合現場實踐進行分析

根據影響開裂的原因結合現場實際情況，進行跟蹤分析，發現沖壓車間在冬季生產過程中會經常出現零件開裂現象；造成報廢率明顯升高。

具現場跟蹤統計：2014年因板料開裂造成583張板料的報廢；2 015年因板料開裂造成582張板料的報廢；而在2015年冬季（11月—3月）報廢的數量為503張。所以，解決板料開裂造成的報廢是節約成本的重要工作。

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致開裂。而我們目前使用的清洗油黏度在40℃的試驗室溫度能夠達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熱會降低板料的潤滑條件。即使通過清洗機加熱的清洗油,但由于板料通過清洗油的時間較快，在很短的時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，油膜過厚會導致板材粘連，使生產線停頓，影響生產，還會導致壓頭和板材中間打滑，影響沖壓質量；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，嚴重影響產品質量。因此對上線前的板料進行預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。

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3 解決措施

3.1 在外部環境較低時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。

設備使用要求：安全環保、降低能耗、可移動。

根據沖壓車間提供的現場資料制作加熱設備。

本型烘箱具有獨特設計的強鼓風循環系統，確保了溫度的穩定性，控溫系統采用數顯觸摸式安全控溫，操作者直觀醒目，設有可靠性保護裝置，溫度自動控制啟停，高溫自動報警斷電安全保護功能。可為用戶設計定制引進生產線配套等特殊要求的產品。設備外殼采A3冷軋板制作，表面烤漆處理，美觀大方。工作室內膽材料采用不銹鋼制作，鈑金折彎，焊接。熱風循環模式采用左右側出風，頂部吸風的原理，如此反復循環。

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

本設備在節能方向上，做了特別處理，設備在加熱帶需求的溫度是只需要10—15分鐘左右的時間，達到設定的最高值后，設備的數顯裝置顯示實際內部溫度，溫控系統自動檢測高溫，系統自動斷電，進行保溫循環，如無外部排風與冷熱交換，可保持內部溫度持續；例如：最高溫度設定值在60℃，低溫設置在40℃，當加熱到60℃的時候，系統自動斷電，進行保溫，當降低到40℃以下時，系統自動啟動進行供熱,使設備達到節約電能的合理方案。

3.2 調整目前的工藝步驟

對目前沖壓的作業步驟進行調整，以往準備沖壓生產的板料都是放在備料區域，現備料作業增加了板料加熱保溫過程，未避免板料從加熱保溫裝置運出后在待生產過程中溫度下降，影響到沖壓質量。采取在一包料生產結束前5-10分鐘內，取出下一包備料。

4 效果評定

通過此方案的實施，冬季板料在沖壓過程中報廢數量比較減少報廢張數2/3左右。節約費用8萬多元。取得顯著效果

沖壓件開裂現象普遍存在于產品成型過程中，只有在前期充分識別潛在開裂失效原因，針對失效原因進行有效控制，才能及時避免制件開裂問題。文章主要是結合北方地區現場實際情況，制定相應對策，通過實踐總結出控制方法，對后期特殊氣溫下沖壓件開發在工藝設計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．軋鋼