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行業動態
您當前的位置是：五金沖壓件 >> 行業動態鋁合金沖壓件縮頸拉裂的解決方案
發布時間：2021-04-30 23:44:00
汽車覆蓋件中鋁合金沖壓件與不銹鋼沖壓件對比，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，形成每個鋁合金沖壓件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鋁合金沖壓件的拉裂問題。
推薦文章：沖壓件加工中必遵守的技術性規定
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，形成每個鋁合金沖壓件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鋁合金沖壓件的拉裂問題。
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