高强度板材冲压（板材冲压的应用）

本篇文章给大家谈谈高强度板材冲压，以及板材冲压的应用对应的知识点，希望对各位有所帮助。

冲压板材都有哪些种类类型？

1、硅钢板是比较容易冲切的材料，因为在冲切后附着的油膜要干燥，所以一般使用较低粘度的冲压拉伸油。为了防止冲切的工件完善度和延长模具寿命，因此选择粘度较高的冲压拉伸油比较好。

2、碳钢材料，根据加工的易难和冲压拉伸油的油性、防锈性等来决定其需要的冲压拉伸油的最佳粘度。

3、镀锌钢材料，使用含氯冲压拉伸油有时会发生白锈现象，使用硫型的冲压拉伸油相对比较好一些。

4、不锈钢板材料，不锈钢是容易产生加工硬化的材料，要求使用油膜强度高的润滑油，其油的粘度和冷却性也要好。

5、铜、铜合金材料，应当选择润滑性能好的冲压拉伸油。含有中性脂肪、复合极压剂等添加剂的高性能冲压拉伸油，具有良好的散热性、润滑性，有效保护模具，提高产品的光洁度。

适合红热冲压热作模具材料是哪种?

适合红热冲压热作模用HMAX系列模具钢详细介绍如下：

材料名称 ? ?材料牌号 ? ?特性 ? ?用途 ? ?可用硬度值 ?

HMAX系列热作模具钢 ? ?HMAX-D ? ?HMAX-D是高耐热中韧性模具钢，提高了断裂韧性和热疲劳抗力。工作温度达700℃以上，是一种空冷硬化型的热作模具钢，具有高温韧性及热稳定性高，冷热疲劳抗力和热磨损性能好等优点。 ? ?HMAX-D适用于制作受热温度较高，使用条件苛刻的热作模具，如黑色及有色金属材料的热挤压模，热精锻模等。钢使用寿命比3Cr2W8V钢有显著提高。 ? ?HRC48～50 ?

HMAX-R ? ?HMAX-R是新型高耐热中韧性模具钢热作模具钢，使用寿命比3Cr2W8V钢高标准2-6倍，适于制造温度较高，与工件接触时间长，易引起热变形塌陷或热磨损失效的模具。良好的热强性、红硬性和耐磨性 ? 2.耐热冲击及抗冷热疲劳性能均佳 3.切削加工性能好、淬火温度范围宽、淬透性好。 ? ?HMAX-R钢轴承内圈成形冲头、）轴承内圈切底冲头、）轴承内圈成形凹模、轴承外圈成形凹模、钢球热镦模、汽车气门热锻模、汽车弹簧芯棒、汽车起动电机驱动齿轮高速锻模、螺母热锻模、柱塞热压冲头、紫铜热挤压模、自行车曲柄滚锻模、缝纫机摆梭头等。 ? ?HRC50～55 ?

HMAX-3 ? ?HMAX-3钢是中耐热高韧性具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度700℃以上。该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢，模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准2—3倍。 ? ?HMAX-3钢适用于热锻成形凹模、连杆辊锻模、轴承套圈毛坯热挤压凹模、高强钢精锻模、中小型机锻模、高温轧辊模具、铝合金压铸模等模具上，都有良好的效果。 ? ?HRC48～50 ?

HMAX-4 ? ?HMAX-4是针对铜合金压铸、热锻、热挤压、热剪切、热轧辊模而研制的新型热作模具用钢，也是一种中碳超高强度和空冷硬化型耐高温模具钢，具有良好的热强性、红硬性和耐磨性。 ? ?由于HMAX-4模具钢种的各项综合性能良好，适用于制作受热温度较高，使用条件要求苛刻的铜合金压铸、热锻、热挤压、热剪切、热轧辊模热作模具。汽车变速箱同步器铜锥环压铸模、铜弯管接头压铸模、1/2铜闸阀体压铸模、1铜闸阀体壳压铸模、铜管热挤压模、轴承套圈热挤压模、液锻活塞模等模具比3CR2W8V名称提高3-6倍。 ? ?HRC52～55 ?

HMAX-5 ? ?冷热两用基体钢，基体纯净、 ? 退火组织均匀、各个方向都具有优良的韧性和延展性、 良好的耐磨性 、 ? 良好的热处理尺寸稳定性、优良的淬透性、良好的抗回火软化性能、良好的高温强度、良好的抗热疲劳性、 极佳的抛光性，兼具高硬度高耐磨性和高韧性。

HMAX-5钢具有优异的冲击韧性、高耐磨性、高的使用硬度，适用于各种热作（热挤压、压铸、复杂型腔热锻）模具，主要针对高韧性和高硬度兼备的热态工况，也可以作为冷作模具材料（如重型冲裁、冷锻等），还可用于高镜面、高耐磨性、高韧性的复杂型腔塑胶模具。??????????????????????????????????????????????????????????????????? ? 也适用于工况非常苛刻的热模段、 热冲压模具、 冷作模具和工程用钢， 例如： 高速热锻模具（精密齿轮、曲轴、连杆、气门芯模具， ? 高负荷冲切模具、 搓丝模具等；也适用于耐磨性要求特高的增强型塑料和压塑模具；高温耐磨性要求很高的热挤压模具等。

HRC56～58 ?

HMAX-6 ? ?HMAX-6是高耐热高韧性冷热兼用基体模具钢，硫含量极低（＜ ? 5ppm） ， 基体纯净、 组织均匀， 无大块共晶碳化物、 淬回火后有优越的冲击性能， 兼有高的高温强度、 高韧性。

HMAX-6适用于热锻工艺中对耐磨性异常严苛（ ? 如冲头类） 的情况和耐高温模具（ 如气门类） 。也适合应用与热锻、热冲、热轧、顶锻、轴向闭模轧制、热弯等工况下的模具或工具。

HRC58～60 ?

冷冲压的高强钢的冷冲压

由于汽车工业的迅猛发展，汽车轻量化以及高强钢的应用成为了重要发展方向。但受高强钢板材强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。 根据美国钢铁学院能量部的研究，即使高强度钢降低部分数值其拉伸还是要比传统的冷板困难得多。高强钢的延展率只有普通钢材的一半。同时，当材料被冲压成形时，会变硬，不同的钢材，变硬的程度不同。一般高强度低合金钢只略有20MPa增加，不到10%。注意：双相钢的屈服强度有140MPa增加，增加了40%多！金属在成形过程中，会变得完全不同，完全不像冲压加工开始之前。这些钢材在受力后，屈服强度增加很多。材料较高的屈服应力加上加工硬化，等于流动应力的大大增加。因此，开裂、回弹、起皱、工件尺寸、模具磨损、微焊接磨损等成为了高强钢成型过程中的问题焦点。

基于高强钢的特点和特性，如果不能改变金属流动和减少摩擦，那么高强度钢（HSS）的开裂和质地不均性都可能引起部件报废率的上升。这种材料所具有的高千磅力每平方英寸(KSI)（测量屈变力的单位）、增强的回弹、加工硬化的倾向以及在升高的成型温度下运行对于模具来说都是一个挑战。 润滑影响成型性这是不争的事实。因此，高性能润滑剂可提供一种更高性能的膜以保护金属免于断裂、压裂或被焊接到模具上。好的润滑剂还能够减少摩擦热量，使金属流动不间断并能控制起皱或断裂。针对这一问题，美国IRMCO公司作为世界知名从事润滑研究制造的专业公司，自三十年前就已成功研发的新型水基润滑技术解决了高强钢的成型问题。下面，结合多年来的研究和使用从润滑角度并结合该润滑技术的特点谈一下看法和意见。如下：

其一，严酷条件下的润滑保障。

1、由于高强钢的屈服力大，要屈服它比一般板材需要更多的能量，这种能量除了变形以外，很大程度上是板材与模具间推撞（摩擦）。因此，随着金属在冲压模具中变形温度会不断升高，油基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪点或者烧着（冒烟），润滑失效。而IRMCO高分子聚合物极温润滑剂中含有抗极压物并具有“热寻性”而且会粘到金属上，随着温度的升高在模具和板材表面形成一个坚韧的保护屏障，从而降低摩擦和温度，以帮助工件更好的延展，以此来控制摩擦和金属流动；同时保护金属不会过热，发黑而拉裂和粘接。

同时，根据实际试验中的问题，我们在实验室里复制现场试验的结果。不同配方的油基和常规（肥皂）为基础的合成润滑剂，在高强钢上不能正常工作。废品率和模具磨损（擦伤）失控。

双相钢DP600-UHSS超高强钢试验报告

美国绿叶技术实验室对IRMCO产品和汽车行业通过认证的拉伸油以及合成润滑剂，在美国DP780超高强度钢上进行了成型对比实验。采用了俄亥俄州立大学的茵特拉根(Interlaken)拉伸成型测试法。这种方法被证实用于测试实际结果非常准确。IRMCO达到的数值是145 比汽车行业通过认证的拉伸油的115和合成润滑剂的110 超过了25%。数值越大说明成型能力越好。

2、由于冲压过程中会产生温度，同时由于油的热容量比较大，热扩散比较差。而IRMCO水基润滑剂因温度产生形成水蒸气带走热量，不但有效的降低了温度，保护了模具，而且因温度所产生的微焊接磨损将得到有效的控制。同时还可以提高冲次。

其二、工具涂层的性能与润滑剂质量紧密联系。

传统的物理气相沉淀（PVD）和化学气相沉淀涂层（CVD）外部需要润滑发挥最大性能。IRMCO指出：“热扩散工艺可以减少摩擦磨损的问题。通过热扩散所产生的碳化钒可以形成耐久性、坚硬的表面，在苛刻的成形和冲压模面时，会极大的提高工具的使用寿命。如果使用的润滑剂无法承受高温、磨损和先进高强钢的加工硬化性，价值会大幅降低。因此，使用可满足高强钢需求的润滑剂，是达到涂层使用寿命最大化的关键。”

根据IRMCO技术的先进行及多年的应用经验，高强钢冲压模具无需花费高昂的涂层费用，就可以满足生产需要，并可以延长模具寿命。从（右图7）可以看出IRMCO润滑技术对模具的保护作用。冲压三千个工件后，工件表面质量及模具表面得到明显的改观（表面划痕明显减少）。

其三、高性能润滑可以使工件质量更加稳定。

模具间隙及模具的几何设计等是实现工件尺寸精度的重要内容。因此，这直接关系到对金属材料和润滑剂技术要求。如果间隙越小、越紧摩擦力越大，对润滑剂的要求也越高，但工件的成型精度也相对越高。由于IRMCO可以较好的控制摩擦和金属流动，所以可以保证工件质量更加稳定。 某大型底盘件企业生产的控制臂（NMS摇臂），板材材质FB780，板材厚度4mm，七工位级进冲压模具，采用IRMCO测试在保证工件质量的同时，同等环境条件下与油基润滑剂比较，模具工作温度下降10-20℃。在此，需要重点说明的是温度降低意味着摩擦力的减小，这不仅可以保护模具，而且可以提高冲次。工件图片如下：

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