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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=εw/εt。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)。