至德鋼業薄壁小半徑不銹鋼彎管加工技術研究分析
不銹鋼彎管產品以其優良的抗腐蝕性、抗高溫氧化性及高低溫強度而頗得人們的青睞,除大量用于裝飾、輕工、民用五金、廚房設備及用具等行業外,在汽車管件方面也得到了大雖應用。一些汽車加油管、水管也都開始采用不銹鋼材料。并且要求保證良好的彎曲變形及光滑無劃傷的外觀。而由于不銹鋼彎管加工收到材料彎曲特性所帶來的對模具選材、熱處理、加工及工藝潤滑等問題。直接影響到產品質量、產最、成本及模具壽命。
一、工藝分析
1. 受力分析、變形分析管坯在彎矩的作用彎曲時,彎曲變形區的中性層內側受切向壓應力,外側受切向拉應力。由于中性層內側受壓,內側管壁會變厚,易引起失穩起皺;中性層外側受拉,外側骨壁變薄。會引起拉裂破壞;在合力作用下,管子彎曲處發生變形而成為近似橢圓形或外側內凹。
2. 薄壁小半徑不銹鋼彎管的彎曲變形會更惡劣,薄壁管件在相同曲率半徑彎曲時,單位體積變形盆大,變形區外側更容易拉裂。內側更容易起皺,同樣,相同壁厚半徑越小的管子彎曲時越容易起皺和拉裂。可見,薄壁小半徑給不銹鋼彎管帶來了很大技術難度。
3. 不銹鋼分析由于不銹鋼的屈服點高,硬度高,冷作硬化效應顯著。不銹鋼管進行彎曲成形時其特點如下:因導熱性比普通低碳鋼差,導致所需變形力大。不銹鋼管彎曲時.塑性變形劇烈硬化,變形區內側容易起皺。不銹鋼管容易枯模,經常會拉傷工件表面、芯軸、彎管模,使防皺板磨損過快。
二、模具設計及彎管技巧
1. 不銹鋼材料的選擇不銹鋼大致可分為馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和雙相不銹鋼,其化學成分和性能各不相同。其中屬奧氏體不銹鋼的塑性最佳,抗腐蝕性能也較好。在不銹鋼管選材時,很多人都會選用1Cr18Ni9 (302)、0Cr18Ni9(304)、1Cr17(430)等,但上述管材在彎管時均明顯體現為變形力過大。而不銹鋼00Cr19Ni10 (304L)含碳量更低,塑性好,抗晶間腐蝕性能優越。焊接后不必進行熱處理,如果可能應盡量選用。
2. 模具材料的選用針對不銹鋼粘模的問題,選擇模具材料應根據不銹鋼管與模具材料的親合關系注意兩點: 一是抗粘合性強,二是耐磨減摩的模具材料。一般來講,金屬晶格間距、晶格類型、電子密度和電化學性能相通的金屬.其相互吸引、溶解能力強,易黏附在一起,結果摩擦系數變大。鉻、鎳與鐵的互溶性大,因此用鋼模彎管時,更易發生粘模現象。
實踐證明: 選用鑄鋁青銅、硬鋁青銅防枯效果較好,采用代號3054合金鑄鐵.只需在模具表面進行火焰淬火,模其表面不會出現粘模現象;采用硬質合金,具有優良的抗壓性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸精度控制。但由于價格問題.生產中用得較少。
目前,一種新型材料耐磨銅合金(30-45HRC),十分適合用于制作不銹鋼冷成形模具。其硬度高、耐磨性能好,不拉傷產品表面,不含有毒元素,價格低廉,同時加工工藝簡便.表面能加工成鏡面,加工后無需進行熱處理,是不銹鋼彎管理想的模具材料。
3. 芯軸的選擇管子彎曲成形芯軸的選擇在很多資料上都有詳細講述,在此我們只提一下選用什么形式的芯軸更適合不銹鋼管的彎管。經實踐證明,對于直徑大于28mm的不銹鋼管,一般選用鏈式芯軸或球窩節芯軸較為合適.但由于不銹鋼彎曲阻力很大,鏈節、球窩節容易拉斷。因此有時也采用結構簡單的圓柱直芯軸。需要注意的是.芯軸的材料同樣要選擇上述提到的模具材料,而不能選用Cr12MoV等鐵基含鉻材料,否則芯軸會被拉毛。管子內壁也會被拉傷,彎曲變形時會出現彎管缺陷。對于直徑小于20mm的管子。芯軸一般選用拇指形,此種芯軸的結構要比圓柱直芯軸效果好,同時結構也較簡單。
4. 潤滑不銹鋼管在彎管時變形力大,選擇合適的潤滑介質很重要。一般在潤滑劑中加一定比例的極壓添加劑或采用固體潤滑劑均可取得較好效果。另外,由礦物油、脂肪、皂液、合成油脂和潤滑脂也可組成潤滑劑,對不銹鋼彎管效果較好。據資料介紹,管材經鹽浴處理可在表面獲得一層金屬軟模,彎曲成形過程中不會出現粘模現象。
另外,近年來研制出一種水基彎潤滑脂,是適應現代數控彎管機加工過程的,一種新型的彎管芯軸(防皺板)潤滑劑。具有潤滑效果好、免清洗焊接、清洗廢水可直接排放筆彎管過程不滴落等特點。經試用,效果很好。
5. 調模可以說,有了好的模具、好的工藝還未必能彎出質量好的彎管。在管子彎曲時,往往彎管模具的安裝、調試會對彎管質量產生很大的影響。因為無論是防皺板的安裝位置和角度、芯軸的伸出量、導模的夾緊程度、夾模的安裝、輔推和彎管速度等,均會在很大程度上影響彎管變形,彎管時需各個方面的合理配合。要做到高效、高質量調模,還需要有經驗的彎管人員,并經不斷總結,開拓創新,不斷提高彎管加工技術才行。
不銹鋼彎管加工是個綜合性技術,不但要考慮模具、彎管工藝、不銹鋼的材料和潤滑,還要考慮調模、彎管設備等,將各方面有機結合,才能得到滿意的效果。
本文標簽:不銹鋼彎管
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