金属材料百科

冲压钢

2023-06-30

英文

drawing steel

简介

在室温下利用模具和一定压力使其塑性变形成为所需形状零件的钢。又称冲压成形钢。常以钢板或钢带形式供应。

种类 中国冲压钢的化学成分和力学性能列于表1和表2中。此外还有研制成功的冷轧含磷高强度深冲钢06AlP、08AlP和热轧高强度双相钢RS50三个新钢种。

表1 冲压钢化学成分

类别 品 种 代 表
钢 号
化 学 成 分/%
C Si Mn P S Al Ti Re
冷轧
冲压
钢板
一般冲压钢板 08Al 0.05~0.12 ≤0.03 0.25~0.65 ≤0.035 ≤0.040 0.02~0.07    
深冲压钢板 08Al重F ≤0.08 痕迹 ≤0.40 ≤0.020 ≤0.030 0.02~0.07    
HF ≤0.08 痕迹 ≤0.40 ≤0.020 ≤0.030 0.02~0.07    
ZF ≤0.08 痕迹 ≤0.40 ≤0.020 ≤0.030 0.02~0.07    
  15Ti 0.12~0.19 0.30~0.60 0.35~0.65 ≤0.040 ≤0.040   0.12~0.22  
热轧
冲压
钢板
一般冲压钢板 09MnReL ≤0.12 0.20~0.60 0.70~1.0 ≤0.040 ≤0.040     0.02~0.20
高强度
冲压钢板
16MnL 0.12~0.20 0.20~0.60 1.2~1.6 ≤0.040 ≤0.040      
10TiL ≤0.14 0.10~0.30 0.50~0.90 ≤0.035 ≤0.035   0.07~0.2  

表2 冲压钢力学性能

代表钢种 钢板厚度
/mm
主 要 性 能 应 用
屈服强度
σs/MPa
抗拉强度
σb/MPa
伸长率
δ10/%
逆性应变比
γ
应变硬化指数
n
08Al-
08Al
重F
0.2~4.0   270~390 ≥32 1.0~1.3 0.19~0. 22 冲压一般成形件
0.5~3.0     ≥39      
≥1.2
1.2
≤1.2
≤216
≤216
≤235
255~343 ≥42
≥42
≥1.4 0.20~0.25 冲压复杂成形件
HF 0.5~3. 0 ≤206 255~334 ≥42 ≥1.4 0.20~0.25 冲压很复杂成形件
ZF 0.5~3.0 ≤196 255~324 ≥44 ≥1.4 0.20~0.25 冲压最复杂成形件
15Ti 1.2~3.0 ≥355 460~610 ≤21     冲压弯曲成形结构件
09MnReL 2.5~10 ≥245 ≥370 ≥32     冲压弯曲成形结构件
16MnL 2.5~7
8~10
≥355
≥345
510~610 ≥24     冲压弯曲成形结构件
10TiL 2.5~12 ≥355 510~630 ≥22     冲压弯曲成形结构件

性能特点 具有良好的冷冲压成形性,包括如图所示4种与主要冷冲压工艺有关的深冲性、胀出性、延伸凸缘性和弯曲性。

冲压成形过程中主要变形的区别

由于冷冲压成形工艺复杂,表示冲压成形性的参数有多种,如极限冲压比、杯突值、扩孔率、锥杯值、冷弯、塑性应变比(γ)和应变硬化指数(n)等。其中主要冲压成形性能是γ值和n值。

塑性应变比(γ)为钢板的宽度应变εw和厚度应变εt之比,即γ=εwt。当γ>1时,表示宽度应变大于厚度应变,钢板不易减薄破裂,冲压成形性好,反之,γ<1时,表示钢板易减薄破裂,冲压性能不好。因γ值有各向异性,用其三个方向的平均值表示:γ=(γ0°+2γ45°+γ90°)/4。金属材料进行力学性能试验时塑性区流变应力σ与ε之间的关系式为σ=kεn(k为应变硬化系数,ε为应变),式中指数n为应变硬化指数。n值大则钢板因应变硬化使形变变得均匀化,从而防止形变过早缩颈或破裂。因此,n值越高,冲压成形性越好。深冲变形用钢,要求γ值高;胀形和拉伸凸缘变形用钢,要求n值高;复合变形用钢,要求γ值和n值都高。冷轧钢板的γ值与钢板的织构有关。屈服强度低,伸长率高,无明显屈服点并无应变时效的钢,冲压成形性好。

应用 冲压钢在汽车、拖拉机、仪器仪表和家用电器上应用十分广泛,特别是在汽车制造工业用量最大要求最严。如汽车的覆盖件和纵横梁等。冲压钢是随着汽车工业的发展而发展起来的。

展望 为适应汽车工业发展的需要,正在开发烘烤硬化深冲钢(BH钢)、超深冲无间隙原子钢(IF钢)、高强度双相钢(σb=500~800MPa)和高强度高塑性的相变诱发塑性钢(TRIP钢,σb=800~1200MPa)。