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鋁合金沖壓件縮頸拉裂的解決方案

鋁合金沖壓件縮頸拉裂的解決方案

作者:五金沖壓編輯????來源:本站原創????發布時間:2021-04-27T08:12:48????瀏覽量:
       汽車覆蓋件中合金沖壓不銹沖壓對比,具有質量輕、散熱快、吸音性能好、不銹蝕等優點。目前用于沖壓件的鋁合金板材多是6000系鋁合金,由于鋁件與鋼件材料不同,在沖壓生產典型的兩大工藝中,成形工藝中的縮頸拉裂問題,以及分離工藝中的料屑問題有較為突出的影響。新制模具鋁件料屑問題每生產千沖程停機時間高達20min,超過普通鋼件5倍,同品種縮頸拉裂頻次鋁件高于鋼件3倍。
       在成形工藝中,鋁件與鋼件相比更易出現縮頸拉裂問題。該問題主要有兩方面原因:一是相同塑性硬化指數n值的鋁合金板的沖壓成形性能遠低于冷軋鋼板。鋁料自身厚向異性指數r值低,深沖性、局部斷后伸長率都較低,成形窗口窄,成形能力只有鋼的1/3。其次是鋁料有時效特點,熱處理后隨時間增加,鋁本身強度、硬度升高,塑性、韌性下降。一般鋁卷料熱處理后需要在6個月時間內進行生產,而在這6個月的生產窗口里,由于時效原因不同批次鋁料生產前機械性能千差萬別,在模具中成形時模具裕度與材料性能的匹配性差,縮頸拉裂時有發生。
        沖壓加工廠解決縮頸拉裂問題方案如下:
       1.板料時效控制:
       鋁板料有時效的特性,隨時間增加強度、硬度升高,塑性、韌性下降。由于板料制造工藝、熱處理后出廠狀態、運輸、溫度等等條件的不同,在沖壓生產前鋁板料的機械性能差異性很大,對模具的生產調整影響很大,也造成了連續生產時經常出現縮頸拉裂等問題。為解決這一問題可以先積累出模具可以穩定生產的機械性能區間,然后利用鋁料時效的特性,掌握時效規律,針對屈服強度偏低的鋁料放置停用使其自然時效,屈服強度升高至預期的范圍后再進行生產。
       2.鋁板機械性能預警及區間供貨
       通過對板料料卡進行改革,將板料所有信息都打印至料卡上,方便生產問題出現后快速進行材料性能比對分析。另外對生產出現過問題的性能數據進行總結歸納,形成每個合金沖壓品種自己的性能預警區間,超出區間的使用藍色卡片料卡,起到缺陷提前預警作用。
       3.利用Autoform、ATos等數字化手段,輔助進行縮頸拉裂點優化
       針對模具固定位置容易產生縮頸拉裂問題,特別是拉延模擬報告中理論縮頸最大點或者超過安全裕度線(FLC)的,可以輔助使用數字化軟件和設備進行優化。
       4.Comsmart網格監控
       通過生產經驗,整理總結鋁件易發生的縮頸拉裂位置,對這些位置進行模具裕度監控,主要使用Comsmart網格應變分析設備(4×500萬像素三維立體攝像頭),通過手持攝像頭拍照的方式獲取監控區網格應變的具體情況,從拍照到計算機計算結束約1個小時即可完成,具有操作方便、快捷、易標定等優點。完成后輸出分析報告,提示哪些位置安全,哪些位置還有風險。針對風險位置,模具維修人員評估進一步優化的可行性。
       5.設備特殊功能開發
       當前沖壓件生產設備中,拉延下氣墊已經可以實現分段壓力功能,蓋通過設置分段下氣墊壓力,成形前期板料流動階段使用小壓力成形,后期零件形狀固定階段使用大壓力穩定尺寸精度。使用分段壓力設置可以有效解決深拉延合金沖壓的拉裂問題。
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