启飞汽车

图1 现场摆放的开裂零件

图2 冲压开裂的成品零件

2.现场试冲情况

    根据用户介绍, 该零件的成型工艺较复杂, 需要采用3套模具, 通过3次冲压才能最终成型, 三次成型的实物图见图3。
 

图3 三次成型实物图 (成型过程从右到左)

    随后, 与用户一起在剩余材料中随机抽取若干片材料进行试冲, 但冲了几十件没有一例出现开裂, 于是从现场抽取了冲压开裂的零件、冲压未开裂的零件以及我公司原板样, 进行进一步分析。

二、样件检测

1.成分分析

    从开裂和未开裂的零件上割取小样做成分分析, 结果见表2。

2.力学性能

    零件无法做力学检测, 仅做了从现场带回的原板的拉力检测, 结果见表3。

3.金相组织

    从现场带回的零件金相组织及晶粒度的检测结果见表4和图4 (a) , (b) , (c) , (d) , (e) 。
 

表2 从现场带回零件的成分

表3 从现场带回的原板力学性能

图4 从现场带回的零件的金相组织

表4 从现场带回的零件的金相组织及晶粒度

图5 未冲裂件

图6 冲裂件
 

    2)未冲裂件筒壁与毛坯板边缘距离为33 mm, 冲裂件筒壁与毛坯板边缘距离为38 mm, 相差5 mm。同时还发现, 未冲裂件的最外侧压边印与毛坯边缘距离为13 mm, 而冲裂件的最外侧压边印与毛坯边缘距离为18 mm。筒壁与毛坯板边缘距离、最外侧压边印与毛坯边缘距离实物情况分别见图7 (a) , (b) 和图8 (a) , (b) , (c) 。
 

图7 筒壁与毛坯板边缘距离

图8 最外侧压边印与毛坯边缘距离

3.1 分析与讨论

    1)冲裂件边部拉毛, 未冲裂件压边处很平滑, 说明冲裂件的压边力远大于未冲裂件。未冲裂件压边处的3个亮圈说明未冲裂件是经过3道次成型工艺冲压出来的, 3个明显的亮圈就是3道次成型所留下的痕迹;而冲裂件未经过完整的3道成型工艺, 减少了成型道次, 因此增加了每道次的冲压力, 这导致每道次的压边力增大, 拉毛了材料表面, 且模糊了成型痕迹。
    2)未冲裂件筒壁与毛坯板边缘距离更小, 说明该件第1道次冲压使用的凸模直径较大;冲裂件与毛坯板边缘的距离更大, 说明冲裂件直接使用了较小的第2道次的凸模, 省去了正常工艺的第1道次冲压过程, 这样会导致毛坯板的金属流入筒壁的情况不一样, 冲裂件筒壁得到的金属量少于未冲裂件。

四、结论与思考

    综合上述分析, 用户在冲压时, 没有按照3次成型的工艺进行冲压, 而是省去了第1道成型工艺, 直接用第2道模具开始冲压, 导致圆片的外圈材料流入筒壁不够, 使筒壁拉到极限而开裂。在现场抽取样板按照标准3道成型工艺进行冲压后, 产品完好, 无一例开裂现象。因此, 此次新钢生产DC06产品冲压开裂是由于用户未按照规定的冲压工艺流程作业而引起, 并非材料本身质量问题。
    材料在用户加工使用中的表现好坏不仅仅与材料本身质量有关, 而是材料变量、设计变量、工艺变量这三个因素共同作用的结果。设计变量指的是用户的模具设计方面的因素, 比如模具的倒角是否合理、模具的成型顺序是否合理等;而工艺变量指的是用户在加工过程中的工艺因素, 比如板面是否需要涂油润滑、压边力大小是否合理、模具的间隙是否适用于不同厚度的材料等等。冲压成型是冷轧板应用最广的一类加工方法, 其本身就是一门很复杂的学问, 需要丰富的材料知识、模具设计知识和现场经验。因此, 在处理此类问题时, 一定要了解用户的加工方式和工艺流程是否合理, 同时还需要加强对用户加工方法的学习, 才能更好地服务用户, 帮助用户解决问题。

作者：王振基 杨伟杰  来源：江西冶金

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