深沖成形是金屬加工中實現(xiàn)復雜曲面零件的關鍵工藝,但鍍鋁鋅板因鍍層成分特殊,在深沖過程中易出現(xiàn)一系列問題,影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。深入分析這些問題的成因,并制定科學應對策略,是保障鍍鋁鋅板深沖加工順利開展的關鍵。
鍍鋁鋅板深沖成形時突出的問題是鍍層開裂。其鍍層由 55% 鋁、43.4% 鋅和 1.6% 硅組成,在熱浸鍍過程中,鋁與基材鐵會形成 Fe?Al??金屬間化合物結合層,該結合層脆性較高,延伸率為 5%-8%,遠低于基材鋼板的 30% 以上。深沖時,板材需承受劇烈的塑性變形,尤其是在凸模圓角、凹??诘葢袇^(qū)域,結合層易因拉伸超過極限而開裂,導致鍍層剝落。某汽車零部件廠生產(chǎn)油箱時,未優(yōu)化工藝的鍍鋁鋅板深沖件鍍層開裂率高達 15%,不但影響耐腐蝕性,還需額外返工修復。
成形精度不足是另一常見問題。鍍鋁鋅板的鍍層與基材熱膨脹系數(shù)存在差異(鍍層約 16×10??/℃,基材約 13×10??/℃),深沖加工中模具與板材摩擦產(chǎn)生的熱量會導致鍍層與基材伸縮不一致,進而出現(xiàn)回彈偏差。此外,鍍層表面潤滑性較差(未處理時動摩擦系數(shù)約 0.25),深沖時板材與模具間摩擦力過大,易造成局部過度拉伸或起皺,導致零件尺寸超差。某家電企業(yè)生產(chǎn)洗衣機內(nèi)筒時,曾因回彈問題導致內(nèi)筒直徑偏差達 0.8mm,超出設計公差范圍。
針對鍍層開裂問題,需從材料選擇與工藝優(yōu)化兩方面入手。材料上,優(yōu)先選用低脆性鍍層的鍍鋁鋅板,如通過調(diào)整硅含量至 1.2%-1.4%,減少 Fe?Al??化合物生成量;基材選用屈服強度 270-300N/mm2、伸長率≥37% 的低碳鋼,提升整體塑性。工藝上,采用 “多次深沖 + 中間退火” 模式,深沖后進行 150-200℃低溫退火(保溫 30 分鐘),釋放內(nèi)應力,再進行后續(xù)成形,可使鍍層開裂率降至 3% 以下。同時,在模具表面涂覆氮化鈦涂層,降低摩擦系數(shù),減少鍍層磨損。
解決成形精度問題需從潤滑與模具設計雙管齊下。潤滑方面,采用無鉻耐指紋涂層預處理,涂覆量 1.5-2.0g/m2,使鍍層表面動摩擦系數(shù)降至 0.08-0.12,減少摩擦生熱與拉伸不均;深沖時額外噴涂水溶性潤滑劑,形成雙層潤滑體系。模具設計上,合理放大凸模圓角半徑(通常為板厚的 3-5 倍),避免應力集中;凹??诓捎?45° 斜面過渡,降低板材進入模具時的阻力;同時在模具內(nèi)設置冷卻水路,控制加工溫度在 25-40℃,減少熱膨脹差異導致的回彈。某企業(yè)通過優(yōu)化模具與潤滑,將深沖件尺寸偏差控制在 0.2mm 以內(nèi),滿足精度要求。
此外,深沖前的板材預處理也至關重要。需對鍍鋁鋅板進行平整處理,消除軋制內(nèi)應力;通過激光檢測篩選表面無劃痕、鍍層均勻的板材,避免初始缺陷在深沖中擴大。加工后對零件進行外觀檢查與附著力測試,確保鍍層無開裂、剝落,保障產(chǎn)品耐腐蝕性與使用壽命。
通過針對性解決鍍層開裂與成形精度問題,鍍鋁鋅板的深沖加工難題可有效化解,既能充分發(fā)揮其耐腐蝕性優(yōu)勢,又能滿足復雜零件的成形需求,為汽車、家電等行業(yè)提供高質(zhì)量的鍍鋁鋅板零部件。