不锈钢产品冲压与普通碳钢冲压相比,有其特殊的难点和注意事项。由于其强度高、硬度大、韧性好以及对表面质量要求高等特点,必须采取针对性的工艺措施。以下是不锈钢产品冲压的关键注意事项,从材料、模具、工艺到后续处理:

一、 材料准备阶段
材料选择:不同牌号(如304、304L、316、430等)的不锈钢其冲压性能差异很大。奥氏体不锈钢(304系列)韧性好,但易加工硬化;马氏体不锈钢(430系列)硬度高,但韧性较差。应根据产品用途选择合适的材料。
表面状态:常见的有2B(冷轧、光亮退火)、BA(亮面退火)、No.4(拉丝)等。要明确产品对表面质量的要求,选择合适的原始表面状态,避免因划伤、压痕导致报废。
厚度公差:不锈钢冲压对材料厚度波动敏感,严格的厚度公差是保证产品质量稳定和模具寿命的前提。
材料处理:
清洁:确保板材表面洁净,无油污、灰尘等杂质,这些杂质会在冲压时压伤模具或工件表面。
润滑:这是不锈钢冲压的重中之重。
二、 模具设计与制造
模具材料:必须选用高强度、高耐磨、高韧性的优质模具钢。推荐使用粉末高速钢、硬质合金等。对于高产量、高精度的产品,硬质合金是首选。热处理硬度通常要求在HRC 58-62以上,并确保热处理工艺得当,避免开裂和变形。
模具间隙:不锈钢冲压的模具间隙应比普通碳钢更大。这是因为不锈钢材料较硬,回弹大,且容易产生加工硬化。
建议间隙:通常为材料厚度的12% - 15%(单边)。具体数值需根据材料厚度、牌号和冲压工序(如落料、冲孔、拉伸)进行调整。间隙过小会导致模具磨损加剧,甚至崩刃;间隙过大会使毛刺增大,断面质量差。
模具结构设计:
圆角设计:所有凸模、凹模的刃口和拉伸模的圆角半径都应适当加大,避免尖角。这能有效减少应力集中,防止材料撕裂和模具开裂。
卸料与压料:采用强力的弹性或气动卸料装置,确保板料在冲压过程中被有效压紧,防止材料移动和起皱。对于拉伸工序,压边力需要精确控制。
排气设计:在拉伸模和成型模上设计排气孔,防止因空气被困住而导致产品变形或无法脱模。
三、 冲压工艺过程控制
润滑:必须使用专用的不锈钢冲压油。这种油应具备极佳的极压性、润滑性和冷却性能,能有效减少模具与材料间的摩擦和粘连,带走热量,防止“拉毛”、“划伤”和“烧结”现象。涂油要均匀、充足,特别是拉伸和成型工序。
压力机选择与调整:选择刚性好的压力机,确保冲压过程平稳,无振动。调整合适的滑块行程和速度。对于不锈钢,建议采用较低的速度进行冲压,以减少冲击力和热量积累。
避免加工硬化:不锈钢(尤其是奥氏体不锈钢)冲压变形时会产生显著的加工硬化,导致硬度增加、塑性下降,后续难以继续加工甚至开裂。
合理安排工序:对于复杂零件,采用多道工序,并在工序间安排退火处理,以消除加工硬化,恢复材料塑性。
减少变形程度:单次冲压的变形量不宜过大。
及时刃磨模具:锋利的模具刃口可以减少加工硬化程度。
四、 后续处理与质量检验
产品去毛刺:冲压后的产品边缘会有毛刺,必须去除。可采用振动研磨、磁力研磨、抛光等方式,注意保护产品表面不被划伤。
清洁:清除产品表面的冲压油。如果需要电镀、喷涂等后续表面处理,必须进行彻底的脱脂清洗。
防锈:虽然不锈钢具有抗腐蚀性,但在特定环境下(如含有氯离子的环境)或表面被破坏后仍可能生锈。清洗后应保持干燥,或根据需要涂抹防锈油。
质量检验:
尺寸精度:检查关键尺寸是否符合图纸要求。
表面质量:重点检查有无划伤、压痕、拉毛、凹坑等缺陷。
毛刺高度:检查毛刺是否在允许范围内。
裂纹:对于拉伸、弯曲等成型部位,使用放大镜或渗透探伤等方法检查有无微裂纹。