如何设计可减少钢构的用钢量?金属加工的方法总的来说可以分为冷加工和热加工两种方式。顾名思义,热加工就是将金属型材加热后进行加工,比如热轧。相对的,冷加工方法主要是在室温下对金属进行加工的方法,例如传统上的车铣刨磨。冷弯加工技术也属于冷加工技术。作为一种加工技术已经存在很久,但是基本上还属于一种经验学科。
绝大多数冷加工成型技术通用于所有金属,但不锈钢的冷加工成型方法却不同于一般金属,主要区别一是不锈钢具有更高的强度和冷作硬化特性,二是因为冷加工成型后的不锈钢工件在兼具功能性的同时还具有装饰性,因此保护其表面不受损伤和保持其不锈性至关重要。因此,应该选用合适的工艺来进行不锈钢冷加工成型生产。
一、不锈钢常用的冷加工成型种类 在不锈钢产品加工成型过程中,主要运用冷轧技术和热轧技术两种方式。即使是冷加工成型,也有许多不同的方法实现。以下将会简单的介绍一些不锈钢在生产过程中常用的冷加工成型的方法种类。
(1)冷弯成型传统上来说,冷弯广泛用于不锈钢薄板和带钢制作部件。冲床基本上是开式单动、机械或液压传动的,有一个狭长的工作台。该机仅能生产直线部件,但是熟练的工具设计人员也可用该机生产形状复杂的部件。冷弯冲床所生产的部件长度取决于不锈钢原来的类型和厚度以及机器的功率和所能安装工具的尺寸。有些大型冲床如长11米、标准的900吨冷弯冲床,可以生产长度为9m,厚度为8.0mm的奥氏体不锈钢冷弯件。为了尽量降低不锈钢的擦伤,冷弯冲床的工具通常用铬含量为12%的热作模具钢制造,而且还可使用塑料膜来作为进一步的保护措施。
利用冷弯冲床的通用模具生产小批量的通用部件是相当经济的,但如果使用专用模具来生产特殊形状要求的部件,就需要大的批量来降低模具加工费用,以满足其经济性。随着技术的发展,现在越来越多的企业开始利用冷弯成型技术来制造大批量的部件。(2)辊轧成型 辊轧成型方法是使用一组连续机架把不锈钢轧成复杂形状的产品,适用于板材和异型线材的生产。轧辊的顺序是按照让产品渐次形变的原则进行设计的,轧机采用自动化控制,每个机架的辊型可渐进连续轧压,直到获得所需的最终产品形状。如果部件的形状复杂,最多可用三十六个机架,但形状简单的部件,三、四个机架就可以了。轧辊常采用冷作模具钢制作,硬度一般在hrc62以上,同时为了保证轧压后工件表面的光洁度,对轧辊表面的光洁度要求也很高。采用辊轧成型技术生产大批量的长型件是最经济的。对于常规的板材轧机来说,可以加工的带钢宽度范围是2.5 mm~1500mm,厚度是0.25 mm~3.5mm;对于常规的线材轧机来说,可以加工的线材宽度范围是1 mm~30mm,厚度是0.5 mm~10mm。采用辊轧成型方法所加工部件形状多样,可以从简单的平面到复杂的、闭合的断面。一般来说,由于刀具、模具加工和设备成本高,对于不锈钢板材月产量在30000米以上时采用辊轧成型工艺才经济,对于不锈钢线材月产量则要达到1000t以上。无论是板材还是线材的辊轧生产,都必须保证原材料的表面光洁,并定期检查模具表面,以防表面污染和擦伤,而且设备还需要具有承受不锈钢冷作硬化和较高的回弹余量的能力。
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