普通碳素钢板超深拉深工艺制造技术

本发明专利技术普通碳素钢板超深拉深工艺，是采用普通碳素钢板为材料，在双动拉深机上以１５０～２５０ｍｍ／ｓ的高速，经现有三道拉深工序，拉深深度为２倍左右直径的圆筒形工件；在第二道拉深工序中，将圆筒形工件直壁预留皱折，以消除第三道工序时成品的拉深内应力；第三道拉深工序后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，以完成时效处理过程。本发明专利技术与现有技术相比，明显具有材料成本低、产品强度好、工艺简单、工效提高、能耗降低的优点。生产的深圆筒形零件可广泛应用于家电、消防、机电产品及其它行业。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将金属板用连续型模具冲压制造圆筒形产品的拉深工艺，进一步是指一种普通碳素钢板超深拉深工艺。
技术介绍
在大规模生产中，加工圆筒形空心零件的现有技术，均是通过拉深机将钢板毛坯拉深成形。而深筒形零件的深拉深工艺，对钢材成形性能要求苛刻，即要求所用钢板必须是高塑性但价格相对高的优质碳素钢板，因此国家钢材标准中就专门列出了此类型用钢并特别称之为“深拉深用钢”。这种适合深拉深用的钢板，中国牌号有08A1，日本牌号有SPCE，德国牌号有St14等。生产实践已经证明，若是不采用高塑性的优质碳素钢板而采用普通碳素钢板并按同样的工艺深拉深，则产品工件的直壁上就会产生轴向破裂，报废率为100％。这是因为普通碳素钢板因其化学成份和冶炼方法等因素决定了其塑性差而不好成形，即是其回断面收缩率小，工作在变形过程中，直壁部分材料受到径向拉力作用而产生轴向断裂。圆筒形零件产生轴向皱折，这显然是拉深件不允许出现的缺陷。因此在一般情况下，采用普通碳素钢板进行深拉深是不可思议的，这类钢板一般只能用于平板或变形量小的简单制品。现有拉深技术采用高塑性的优质碳素钢板，生产深拉深深度为2倍直径的圆筒形零件，其生产工艺须用拉深机经三道工序拉深成形，其中第一、二道工序为正拉深，第三道为反拉深。由于拉深变形过程中，钢材会产生冷作硬化，使塑性降低，从而对继续拉深带来困难。现有技术对此解决的办法，是采用液压拉深机以每秒10～20mm的工作速度慢拉深成形。这种慢速拉深工艺的理论依据是，拉深变形速度越慢，钢材的塑性下降得越少。但是问题在于，有些压力容器不允许采用“软钢”材料深拉深板制造，不允许因工艺要求而牺牲零件强度，这就迫使人们不得不转而采用塑性差但强度高的普通碳素钢板，如中国牌号为Q195或Q215、日本牌号为SPCC及德国牌号为St12的普通碳素钢板，然而采用普通碳素钢板深拉深，现有技术就必须增加一道中间退火程序来消除冷作硬化，这样才能继续再拉深，不过这样一来，就使工艺过程复杂化，因而降低了工效，增加了能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的，乃是为了解决现有深拉深技术采用优质碳素钢板存在着的材料成本高、产品强度差的问题，以及采用普通碳素钢板又存在着的工艺复杂、工效低、能耗大的问题，提供一种材料成本低、产品强度好、工艺简单、工效高、能耗低的普通碳素钢板超深拉深工艺。本专利技术的解决方案如下。它仍然采用现有三道拉深工序，而其特征之处在于，采用普通碳素钢板为材料，在双动拉深机上以150～250mm/s的高速，拉深深度为2倍左右直径的圆筒形工件；在第二道拉深工序(即中间拉深工序)中，将圆筒形工件直壁预留皱折，以消除第三道拉深工序时成品的拉深内应力；第三道拉深工序后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，以完成时效处理过程。本专利技术工艺采用150～250mm/s的高速进行超深拉深的理论依据是，金属材料在高速摩擦、剧烈变形和各种应力的作用下，自身温度急剧升高，原子间的结合力减弱，从而使塑性增加，热能是分子大量运动的能，在加热状态下，钢板的各项成形指标，要大大好于原始出厂指标。在超深拉深时，有意识地在第二道拉深工序时的拉深件直壁上预留一定的皱折，这样就使得当第三道拉深工序拉深出成品时，由于某种径向拉力的作用，直壁上的皱折被拉伸而自身消除，于是该作用力也同时消除，从而在根本上解决了工件轴向破裂的问题。在大规模的生产中，在第三道拉深工序之后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，这一过程，实际上就是时效处理的过程，从而防止工件产生时效裂纹。现有技术在一般情况下只采用优质碳素钢板而拒绝普通碳素钢板，并且拉深机的工作速度仅采用10～20mm/s的慢速。但本专利技术却从相反的思路出发，获得了理想的效果。通过高速拉伸，材料自身产生热效应，实现自身提高原始塑性，最后又自身进行时效处理；中间工序预留皱折，这就补充了普通碳素钢板断面收缩率的不足，同时从根本上消除了工件内应力。本专利技术工艺与现有技术相比，明显具有材料成本低、产品强度好、工艺简单、工效提高、能耗降低的优点。例如，现有技术慢速拉深采用宝钢产牌号St16的超深拉深钢板，其屈服极根σs仅为140牛/mm2，抗拉强度σb仅为290牛/mm2；而本专利技术工艺快速拉深采用的Q195普通碳素钢板，其屈服极限σs高达290牛/mm2，抗拉强度σb高达360牛/mm2。同一产品，采用Q195普碳板拉深成形，在机械强度上明显大大高于St16深拉深板。而且Q195普碳板比St16、St14深拉深板，每吨材料价格低800元左右，并且生产效率提高5倍，能源消耗下降5倍。实践证明，本专利技术工艺不仅可用于拉深深度为2倍及其以下直径的圆筒形零件，还可用于超拉深深度为2倍以上直径的圆筒形零件，生产的深筒形零件可广泛地用于家电、消防、机电产品及其它行业。具体实施例方式采用Q195普通碳素钢板为原料，使用上海搪瓷机修厂制造的J44-55B型底传动双动拉深压力机，以180mm/s的工作速度，经过三道拉深工序，超深拉深200个圆筒形灭火器外壳工件，工件厚度为1.2mm，内径为Φ135mm，深度为320mm，深度为内径的2.37倍，属于大于2倍的超深拉深，在第二道拉深工序中，将圆筒形工件直壁预留皱折，待到进行第三道拉深时，直壁上预留的皱折消失，预留皱折可采用调整模具压边力使之减小的办法来实现，此为本领域普通技术人员熟知的办法；第三道工序进行完后，将这200个未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，完成时效处理，处理完后无一破裂。又经长达两年来恶劣环境下的自然时效试验，未发现任何时效裂纹。权利要求1.一种普通碳素钢板超深拉深工艺，采用现有三道拉深工序，其特征在于，采用普通碳素钢板为材料，在双动拉深机上以150～250mm/s的高速，拉深深度为2倍左右直径的圆筒形工件；在第二道拉深工序中，将圆筒形工件直壁预留皱折，以消除第三道拉深工序时成品的拉深内应力；第三道拉深工序后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，以完成时效处理过程。2.根据权利要求1所述的普通碳素钢板超深拉深工艺，其特征在于，双动拉深机的拉深工作速度为180mm/s。全文摘要本专利技术普通碳素钢板超深拉深工艺，是采用普通碳素钢板为材料，在双动拉深机上以150～250mm/s的高速，经现有三道拉深工序，拉深深度为2倍左右直径的圆筒形工件；在第二道拉深工序中，将圆筒形工件直壁预留皱折，以消除第三道工序时成品的拉深内应力；第三道拉深工序后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，以完成时效处理过程。本专利技术与现有技术相比，明显具有材料成本低、产品强度好、工艺简单、工效提高、能耗降低的优点。生产的深圆筒形零件可广泛应用于家电、消防、机电产品及其它行业。文档编号B21D22/20GK1400068SQ02114240公开日2003年3月5日 申请日期2002年7月3日 优先权日2002年7月3日专利技术者谢佐武 申请人:谢佐武本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种普通碳素钢板超深拉深工艺，采用现有三道拉深工序，其特征在于，采用普通碳素钢板为材料，在双动拉深机上以１５０～２５０ｍｍ／ｓ的高速，拉深深度为２倍左右直径的圆筒形工件；在第二道拉深工序中，将圆筒形工件直壁预留皱折，以消除第三道拉深工序时成品的拉深内应力；第三道拉深工序后，将大量未冷却的工件成品迅速堆积，相互保温，以完成时效处理过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佐武，
申请(专利权)人：谢佐武，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]