動力旋壓成型一般用于大變形和一些人工無法完成的成型加工。當采用動力旋壓成型方法,對300和400系列不銹鋼工件進行成型加工是非常容易實現(xiàn)的。如對加工硬化較低的12Cr19Ni9(302)和10Cr18Ni12(305)鋼成型加工,其效果會更好。10Cr17(430)鋼采用動力旋壓成型時,其變形量可以比人工旋壓時更大一些。


  旋壓成型可以在冷態(tài)下進行,也可以在熱態(tài)下進行。實際上動力旋壓成型時,由于急劇變形本身就會產(chǎn)生很高的熱量,這就使得旋壓過程由開始的冷加工逐漸變?yōu)闇丶庸ぁ?/span>


  溫度高于788℃的熱旋壓成型,一般用于加工厚度為4.763~12.7mm的工件。在熱旋壓過程中必須對溫度精確加工控制,因此用這種方法旋壓加工厚度小于6.35mm的工件是比較困難的。對比較厚的不銹鋼工件而言,則采用熱旋壓加工將和低碳鋼一樣容易成型。奧氏體不銹鋼采用動力旋壓成型的主要問題是工件邊部容易產(chǎn)生裂紋。為了防止裂紋產(chǎn)生,常常將坯料邊緣部研磨的平滑一些,并留有較大的切邊余量,這些對防止裂紋產(chǎn)生是十分有利的。如果產(chǎn)生邊部裂紋,一定要將其切除。另外,使工件保持較窄凸緣的方法也可防止裂紋和扭曲的產(chǎn)生。


  如果旋壓工件冷卻后的尺寸不符合要求(由于彈性后效和熱膨脹引起),而此時的工件溫度仍在149℃以上時,可將其退火再進一步旋壓加工至要求的尺寸。


  動力旋壓成型時,工件將會產(chǎn)生較大的減薄現(xiàn)象,如圖4-22所示的某深旋壓成型容器,其橫斷面就是如此。在一次旋壓加工成型工序中,該容器的厚度即由1.905mm減薄至0.660mm.坯料在普通的沖壓機上沖壓成直徑152.4mm、深76.2mm的半成品杯,容器的頂部要比側(cè)壁厚一些。雖然邊緣的增厚現(xiàn)象發(fā)生在沖壓成型過程中,但是旋壓成型時由于該區(qū)域基本上未發(fā)生變形,所以比旋壓處仍然較厚。


圖 22.jpg


 動力旋壓成型工件的表面是比較粗糙的,因此需要對工件進行大量的精整加工使其表面光滑發(fā)亮。旋壓成型工件表面粗糙的原因是由于壓輥接觸金屬轉(zhuǎn)動時會在工件表面上留下螺旋形槽痕。除此缺點以外,動力旋壓成型則是不銹鋼工件成型的一種最佳方法。


1. 潤滑


 旋壓成型使用潤滑劑的目的是為了盡可能減少黏結(jié)和工具滯動,同時也為旋壓加工過程提供冷卻條件。對于人工旋壓成型形式,附著性強的潤滑劑最理想。對于動力旋壓成型,由于速度快,加工量大,冷卻作用就顯得更為重要。通常應(yīng)避免使用含硫或氯的潤滑劑,因為該潤滑劑不易清洗,而且對加熱后的不銹鋼表面還會產(chǎn)生不利影響。旋壓用潤滑劑,參見表4-6。


表 6.jpg


2. 應(yīng)用實例


 對于較深的工件來說,采用動力旋壓成型方法是比較合適的。下面兩例即可說明這一點。


  ①. 圖4-23是用動力旋壓成型方法生產(chǎn)缽的示意圖


圖 23.jpg


  該坯料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯料是從具有2B表面光潔度的10Cr17(430)型不銹鋼卷板上剪切下來的。旋壓加工一個缽需經(jīng)四道工序,其中包括兩道預(yù)沖壓工序、切邊和壓印標記工序。


 由于缽邊部和旋壓模之間有20°的夾角,因此用平板坯料進行旋壓時可以一次成型。然而如夾角為15°或更小時,則必須經(jīng)過兩次旋壓才能旋壓成型為成品。


 過去曾用深沖方法生產(chǎn)缽,而現(xiàn)在大多用旋壓成型方法生產(chǎn)。這是因為這種工件的年需求量太低,如果采用深沖成型,則沖切模和沖壓工具的成本較高。


 所用的工具是由工具鋼制作的。坯料在旋壓成型前,必須對表面進行處理。


 a. 成型工序:a.從寬為219.08mm的鋼卷上,按長度為219.08mm的定尺長度下料;


 b. 用一臺60t沖壓機將219.08mm 見方的坯料落料成圓形毛坯,并預(yù)沖壓成型;


C. 在一臺自動機床上進行動力旋壓成型;


d. 在另一個缽進行自動旋壓時,對已旋壓完畢的缽進行切邊和壓印。


②. 雞尾酒攪拌杯的旋壓成型。


雞尾酒攪拌杯過去曾用五次深沖和一次整形方法來生產(chǎn),現(xiàn)在改用一次沖壓和整形預(yù)成型后再采用旋壓成型的方法,這樣可降低加工成本。


旋壓成型的杯除其強度較高外(因旋壓中的劇烈冷加工的作用),成型工序還減少了中間退火工序。


當這種杯子用12Cr18Ni9(302不銹鋼)沖壓而成時,表面具有2B光潔度。


 沖壓和旋壓這兩種成型方法所用鋼卷原料的厚度和寬度是不同的。沖壓杯所用的原料厚度為0.635mm,寬度為255.59mm,坯料直徑為 252.41mm.旋壓杯所用的原料厚度為1.575mm,寬度為160.34mm,坯料直徑為153.99mm.所以僅就原料來說,旋壓成型所用原料明顯要比沖壓成型少得多。


 旋壓杯制造之所以必須采用預(yù)沖壓成型工序,這是因為該杯壁與軸線幾乎是平行的。如果杯壁傾斜角較大(大于15°)時,則可用旋壓成型方法,由平板坯料一次成型為成品。


表 8.jpg


表4-8給出了一些鋼種旋壓時拉伸的近似極限。該表適用于厚度為1.575mm的完全退火材料。退火后的二次拉伸量比第一次要小8%,工件各部位的拉伸量并不需要完全一致,它是根據(jù)成型程度的不同而變化的。