沖壓件是金屬加工、機(jī)械制造領(lǐng)域的零件。沖壓件加工是利用模具使金屬板帶發(fā)生分離或成形的加工方法。其應(yīng)用范圍十分廣闊。
沖壓件加工包括沖裁、彎曲、拉深、成形、精整等工序。沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料,例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。
金屬材料的硬度檢測在沖壓件加工過程中具有十分重要的意義。沖壓行業(yè)的硬度檢測可分為如下三部分:
1、 原材料的進(jìn)廠檢測。
2、 模具的硬度檢測。
3、 沖壓件中間產(chǎn)品和沖壓件成品的硬度檢測。
現(xiàn)分別介紹如下:
1、 沖壓件材料的硬度檢測
沖壓件材料的硬度檢測,其主要目的就是確定購入的金屬板材退火程度是否適于隨后將要進(jìn)行的沖壓件加工,不同種類的沖壓件加工工藝,需要不同硬度級(jí)別的板材。
熱軋鋼板通常較厚,鋼材標(biāo)準(zhǔn)中一般規(guī)定用布氏硬度計(jì)來檢測硬度。洛氏檢測熱軋鋼板也是可行的,可以采用HRB標(biāo)尺。便攜式洛氏硬度計(jì)用于測試熱軋鋼板,可以在不取樣的條件下進(jìn)行測試,操作很簡便。
各種用于沖壓件加工的冷軋鋼板主要采用洛氏硬度計(jì)來檢測硬度,通常用HRB標(biāo)尺,較硬的用HRC標(biāo)尺。薄板材料可以用韋式硬度計(jì),也可以用表面洛氏硬度計(jì)HRN或HRT標(biāo)尺。
用于沖壓件加工的黃銅板的硬度可以用洛氏硬度計(jì)的HRB標(biāo)尺進(jìn)行檢測。較軟的黃銅板和紫銅板采用HRF標(biāo)尺。較薄的板材采用HRT標(biāo)尺。
用于沖壓件加工的鋁合金板可用韋氏硬度計(jì)檢測,材料厚度大于13mm時(shí)可改用巴氏硬度計(jì),純鋁板或低硬度鋁合金板應(yīng)采用巴氏硬度計(jì)。
用于沖壓件加工的各種金屬的極薄板材都可以采用表面洛氏硬度計(jì)的HR30T標(biāo)尺并配合金剛石點(diǎn)砧座,用這種方式測試HR30Tm硬度值。測試的薄板厚度可小于0.05mm。這種試驗(yàn)方法在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T230.1-2004的附錄A中被規(guī)定。也可以采用表面洛氏硬度的HR15T和HR45T標(biāo)尺,測試后換算成HR30Tm硬度值。
沈陽天星公司生產(chǎn)的PHR系列便攜式洛氏/表面洛氏硬度計(jì)可以在材料倉庫或銷售現(xiàn)場使用,對(duì)入廠的板材進(jìn)行檢驗(yàn)可以不必取樣。它還可以將原材料的檢驗(yàn)前移到采購階段??梢詳y帶儀器到鋼材廠或鋼材市場去選購材料,確認(rèn)板材硬度符合要求后再采購。
2、 沖壓件模具的硬度檢測
沖壓件模具的主要材料是模具鋼(包括工具鋼和高速鋼),有時(shí)還要用到硬質(zhì)合金。
沖壓件模具通常要求具有很高的硬度和耐磨性,熱處理是的。
模具鋼的硬度檢測主要采用洛氏硬度計(jì),測試HRC硬度值。當(dāng)模具較大,不便移動(dòng)時(shí)可采用里氏硬度計(jì)。硬質(zhì)合金的硬度檢測采用洛氏硬度HRA標(biāo)尺。
為了得到高的表面硬度和耐磨性,許多沖壓件模具和沖壓件模具配件都要進(jìn)行表面熱處理,例如表面滲氮。對(duì)于這樣的模具人們非常關(guān)心它的表面硬度和硬化層深度。對(duì)于體積不太大,移動(dòng)方便的沖壓件模具,可直接在表面洛氏硬度計(jì)上測試其表面硬度HRN值。體積較大,不易移動(dòng)的只好采用切割試樣的辦法,取樣后在表面洛氏硬度計(jì)上測試HRN值。也可以用維氏硬度計(jì)測試HV值。還有一種辦法是用相同材料制成小塊試片,在相同條件下進(jìn)行熱處理,然后測出試片的硬度值,以此來估計(jì)沖壓件模具的硬度。
本公司生產(chǎn)的PHR系列便攜式表面洛氏硬度計(jì)可以用于一部分小型沖壓件模具表面硬度的測試。遺憾的是這種儀器的開口只有50mm,許多大一些的沖壓件模具無法測試。開口為100mm和200mm的表面洛氏硬度計(jì)正在研制中,屆時(shí)很大一部分沖壓件模具都可以在現(xiàn)場測試了。
表面熱處理沖壓件模具的硬化層深度可以用維氏或努氏硬度計(jì)檢測。檢測方法可參考網(wǎng)站上筆者的其他文章。
在測試經(jīng)過表面熱處理的沖壓件模具鋼硬度時(shí),有一種錯(cuò)誤的做法值得糾正。這就是在這種場合不適當(dāng)?shù)厥褂美锸嫌捕扔?jì)。里氏硬度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是輕便,帶有電腦,使用簡單,換算成各種硬度值都很方便。但是它的問題是只能測試厚重的工件,測試具有單一材質(zhì)的工件。對(duì)于具有表面硬化層的工件無法測試出準(zhǔn)確的硬度值,因?yàn)檫@種工件已經(jīng)不是單一材質(zhì)了。這是由里氏硬度計(jì)的原理決定的。布、洛、維三種常用硬度計(jì)都是采用靜態(tài)測試原理,都是將一個(gè)硬質(zhì)壓頭緩慢地壓入試樣表面,然后測試壓痕深度或尺寸,確定硬度值的大小。而里氏硬度計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)測試原理。它是將一個(gè)規(guī)定質(zhì)量的球體以規(guī)定速度沖擊試樣表面,測試它初速度與反彈后速度之差,以此來確定試樣的硬度值。里氏硬度計(jì)是靠測試材料的反彈力確定硬度的。它施加給試樣的動(dòng)能要沿作用力方向傳遞到很深的部位(至少要深達(dá)幾厘米)。要理解這一點(diǎn),只要看一下里氏硬度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊有多厚就清楚了。假如,有兩個(gè)同樣尺寸,同樣硬度的工件,表面又用相同的工藝進(jìn)行了氮化處理,氮化層硬度相同,只是厚度一個(gè)為0.5mm,另一個(gè)為1.0mm。這時(shí)如果用里氏硬度計(jì)測試工件的硬度,顯然會(huì)得出不同的結(jié)果。很明顯它測出來的硬度值既不是氮化層的硬度,也不是基材的硬度,而是二者共同作用的結(jié)果,因表面層的厚度不同,必然會(huì)得出不同的結(jié)果。結(jié)論是里氏硬度計(jì)不能用于具有表面硬化層的工件。
3、沖壓件中間產(chǎn)品和沖壓件制成品的硬度檢測
沖壓件中間產(chǎn)品和沖壓件制成品的硬度檢測都可以采用洛氏硬度計(jì)。有些沖壓零件比較小,還具有較復(fù)雜的形狀,可以用來測試的平面很小,這樣的沖壓件無法在普通臺(tái)式硬度計(jì)上檢測。本公司生產(chǎn)的便攜式洛氏/表面洛氏硬度計(jì)可以配上一個(gè)測試小零件專用的點(diǎn)式砧座,它的支承面很小,許多形狀復(fù)雜的小沖壓件都可以用這種儀器檢測。該儀器如果配上一個(gè)由鑄鐵制成的支承座,還可以放到桌面上當(dāng)臺(tái)式機(jī)使用,可以對(duì)成批的小沖壓件做逐件檢測。
對(duì)于各種金屬的薄板沖壓件,可以用本公司生產(chǎn)的便攜式表面洛氏硬度計(jì)檢測。對(duì)于極薄的沖壓件,可以用本公司的便攜式表面洛氏硬度計(jì)配合金剛石點(diǎn)砧座測試其HR30Tm硬度。對(duì)于沖壓成細(xì)筒狀的沖壓件,可以用本公司生產(chǎn)的便攜式管材洛氏硬度計(jì)檢測,沖壓件內(nèi)孔直徑可以小到4.8mm。
總之,硬度檢測對(duì)于金屬?zèng)_壓件加工行業(yè)來說十分重要,絕大部分情況下都可以采用洛氏硬度計(jì)進(jìn)行測試。本公司生產(chǎn)的便攜式洛氏/表面洛氏硬度計(jì)由于便于攜帶、精度高、價(jià)格低、測試簡便。在沖壓件加工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。這種儀器值得關(guān)注和采用。
沖壓件相關(guān)文章——沖壓件的工藝性設(shè)計(jì)及硬度檢測
文章摘自互聯(lián)網(wǎng)
沖壓件的設(shè)計(jì)不僅應(yīng)保證具有良好的使用性能,而且也應(yīng)具有良好的工藝性能,以減少材料的消耗、延長模具壽命、提高生產(chǎn)率、降低成本及保證沖壓件質(zhì)量等。影響沖壓件工藝性的主要因素有:沖壓件的形狀、尺寸、精度及材料等。
一、簡化沖壓件工藝及節(jié)省材料的設(shè)計(jì)
對(duì)于形狀復(fù)雜的沖壓件,可以將其分成若干個(gè)簡單體,分別沖壓后,再焊接成為整體組合件。采用沖口工藝,以減少組合件數(shù)量,節(jié)省材料和簡化工藝過程。
在沖壓件使用性能不變的情況下,應(yīng)盡量簡化拉深件結(jié)構(gòu),以達(dá)到減少工序、節(jié)省材料和降低成本的目的。如消音器后蓋經(jīng)改造后,沖壓工序由八道減少為兩道工序,同時(shí),節(jié)省材料50%。
三、沖壓件的厚度
在強(qiáng)度和剛度允許的條件下,沖壓件應(yīng)盡可能采用較薄的材料,以減少金屬材料的消耗。對(duì)沖壓件局部剛度不夠的部位,可采用加強(qiáng)筋,以實(shí)現(xiàn)薄材料代替厚材料。
四、沖壓件的精度和表面質(zhì)量
對(duì)沖壓件的精度要求,不應(yīng)超過沖壓工藝所能達(dá)到的一般精度,并應(yīng)在滿足需要的情況下盡量降低要求。否則將增加工藝過程,降低生產(chǎn)率,提高成本。
對(duì)沖壓件表面質(zhì)量的要求,一般應(yīng)盡可能不要高于原材料所具有的表面質(zhì)量。否則就要增加切削加工等工序,產(chǎn)品成本將大為提高。