產(chǎn)世剛 王永梁 黃金湖 顏勛

【摘 要】隨著我國(guó)對(duì)航空事業(yè)逐步加大的關(guān)注，不銹鋼在航空事業(yè)也取得較大進(jìn)步，主要表現(xiàn)為超低碳奧氏體不銹鋼和新牌號(hào)的發(fā)展和使用，隨著型號(hào)的發(fā)展，一些主機(jī)廠和設(shè)計(jì)院所不斷將優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料用在了發(fā)動(dòng)機(jī)常溫部件以及重要承力產(chǎn)品中?！安讳P鋼”僅僅是一種統(tǒng)稱(chēng)，它可以表示一百多種工業(yè)不銹鋼。通?？梢苑譃閵W氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼等。本文主要就馬氏體不銹鋼冷擠壓得問(wèn)題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】材料涂層；冷鐓；擠壓；不銹鋼

一、概述

冷擠壓是指在冷態(tài)下，將金屬帽配放入模具模腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬?gòu)哪Ｇ恢袛D出，從而獲得所需的形狀，尺寸以及具有一定力學(xué)性能的工件。冷擠壓由分為正擠壓，反擠壓，復(fù)合擠壓，徑向擠壓和減徑擠壓。特別是正擠壓在冷鐓工藝越來(lái)越普及的今天，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。在判斷正擠壓是否可以完成時(shí)，我們需要計(jì)算出擠壓工序的斷面縮減率，從而根據(jù)材料的特性進(jìn)行判斷。常用的材料中有色金屬，黑色金屬（碳鋼），奧氏體不銹鋼（AISI300系列）的最大變形量都有比較清晰的認(rèn)識(shí)。但是在判定馬氏體不銹鋼，即俗稱(chēng)“不銹鐵”時(shí)，到底屬于黑色金屬（碳鋼），還是奧氏體不銹鋼。還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

二、背景

在某型號(hào)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品在擠壓時(shí)的斷面縮減率達(dá)到72%。接近碳鋼的最大變形量75%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)奧氏體不銹鋼的40%。而在最開(kāi)始的研發(fā)過(guò)程，使用冷鐓后再機(jī)加的工藝（見(jiàn)圖1）。但是此工藝不但成本很高，還會(huì)遇到尺寸不穩(wěn)定的情況。所以我們?cè)诋a(chǎn)品材料涂層，工藝設(shè)計(jì)，模具材料等給方面進(jìn)行試驗(yàn)，希望能夠冷鐓后，尺寸直接滿足要求。

三、鐓制方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)

針對(duì)此問(wèn)題，從多方面進(jìn)行嘗試，并進(jìn)行了實(shí)際試驗(yàn)。

（一）更改冷鐓工藝的方案

為了使材料在擠壓前，得到比較好的材料質(zhì)量。同時(shí)也能減小擠壓力，增加模具的壽命。我們?cè)跀D壓前增加了一道材料整形的步驟。從而使材料在剪切后，形成的材料毛邊被消除掉。

（二）增加產(chǎn)品材料表面的涂層

我們嘗試了普通的草酸和KOS提供的G-Coating兩種不同的涂覆工藝，對(duì)比結(jié)果如下：

草酸工藝是材料直徑定型后，通過(guò)浸泡，風(fēng)干涂覆上去的。所以它的涂層不均勻，厚度也不一致。但是因?yàn)榧庸さ臈l件要求不高，工藝相對(duì)比較普遍，成本也比較低。

G-Coating是韓國(guó)KOS公司研發(fā)的一種新型涂層。涂層是涂覆后，再經(jīng)過(guò)一道冷拉，所以涂層的結(jié)合力比較好，涂層厚度也很均勻。但是成本也相對(duì)比較高

（三）潤(rùn)滑油

我們研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)使用機(jī)器原廠家提供的潤(rùn)滑油生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)模具很快磨損的情況。所以我們?cè)谠囼?yàn)了多種潤(rùn)滑油的情況下，選用了日本工作油中的G-6216。大大降低模具的磨損情況。提升了模具的壽命。

通過(guò)以上一些工藝的改善，重新設(shè)計(jì)并成功研發(fā)出新的工藝路線。

四、結(jié)論

產(chǎn)品在原設(shè)計(jì)中使用冷鐓+機(jī)加的原因：在常規(guī)生產(chǎn)中，我們對(duì)正擠壓工藝的認(rèn)知是：碳鋼最大強(qiáng)束比為75%，奧氏體不銹鋼產(chǎn)品為40%。

而此產(chǎn)品材質(zhì)為AISI410，屬于馬氏體不銹鋼，擠壓比率比為72%。之前就將它歸類(lèi)為奧氏體不銹鋼的類(lèi)型。默認(rèn)為它的塑形變形情況與奧氏體不銹鋼類(lèi)似，從而給生產(chǎn)工藝帶來(lái)了困難。在新設(shè)計(jì)研發(fā)成功后，可以判定馬氏體不銹鋼的正擠壓擠壓性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于奧氏體不銹鋼，于碳鋼基本接近。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高錦張，陳文琳，賈俐俐.塑形成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.