冷冲压工艺的特点和常用轻合金材料的主要力学性能和加工性能

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1、冷冲压工艺的特点和常用轻合金材料的主要力学性能和加工性能冷冲压技术具有许多独特的优点，在航空航天、机械、电子、轻工等工业部门中应用广泛。轻质合金所具有的特殊优异性能和发展潜力也使轻合金材料的研究开发和推广应用不断深入。现代工业对零部件的制造加工提出了更加轻量化和更高精度的要求，为此本文考虑针对冷冲压工艺的基本要求，对轻合金材料进行比较和选择，在保证零部件有足够强度和精度的前提下，大幅度减轻其质量。１冷冲压工艺的特点冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列特点：（１）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。（２）普通压力机每分

2、钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上，是一种高效率的加工方法。（３）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。（４）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，为其他加工方法所不能替代。另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。由于具有上述突出特点，冷冲压在生产中得到了广泛的应用。全世界的钢材中，有６０％～７０％是板材，其中大部分是经过冲压制成。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公器械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冷冲压可加工各种类型的

3、产品，尺寸从小到钟表的秒针，大到汽车的纵梁、覆盖件；冲切厚度已达２０ｍｍ以上，加工尺寸幅度大，适应性强。２冷冲压工艺中常用的材料一是黑色金属，包括普通碳素钢板、优质碳素结构钢板、普通低合金钢板、电工硅钢板、不锈钢板等。二是有色金属，包括紫铜板、黄铜板、锡磷青铜板、铍青铜板、铝板、钛合金板、镁合金板等。三是非金属，包括纸胶板、布胶板、皮革、塑料板、橡胶板、纤维板、云母板等。３轻合金的组织与力学性能比较铝、镁、钛等金属通常被称为轻金属，其相应的铝合金、镁合金、钛合金则称为轻合金材料。３．１铝合金铝合金导热性好，易于成形，具有较好的强度，价格低廉。其中变形铝合金需要经过不同的压力加工方式生产成

4、材，其质量轻、比强度高，是机械工业和航空工业中重要的结构材料。变形铝合金可分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，其化学性能和组织比较单一，没有理想的沉淀强化相，可通过形成固熔体进行强化。它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金通过固熔和时效使合金的强度显著提高。这类铝合金品种系列多，用途广，可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。硬铝属于铝铜镁锰系合金，主要的合金牌号有ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ６，ＬＹ１０，ＬＹ１１，ＬＹ１２等。其中ＬＹ１２是使用最广、强度最高的硬铝，经淬火

5、与时效等处理后其力学性能为：σｂ＝４６０ＭＰａ，σ０．２＝３２０ＭＰａ，δ＝１７％，ψ＝３０％。锻铝属于铝镁硅系合金，其中最重要的品种是ＬＤ１０，其力学性能为：σｂ＝４９０ＭＰａ，σ０．２＝３８０ＭＰａ，δ＝１０％。超硬铝属于铝锌镁铜系合金。在铝合金中强度最高，韧性储备也很高，具有良好的工艺性能（热塑性和焊接性）。其主要的牌号有ＬＣ３，ＬＣ４，ＬＣ６，ＬＣ１０，ＬＣ１２等。ＬＣ６是具有最高强度的铝合金，强度可达６００ＭＰａ。３．２镁合金镁合金是最轻质的金属结构材料，具有密度小、比强度高、比刚度高、阻尼性好、电磁屏蔽特性优越、价格低廉、抗震性好等特点，是减轻机械装备质量，提高机械装备各项性

6、能的理想结构材料。工业中应用的镁合金为变形镁合金和铸造镁合金两大类。许多镁合金既可做铸造合金，又可做变形合金。经锻造和挤压后，变形合金比相同成分的铸造合金具有更高的强度，可加工成形状更复杂的部件。变形镁合金的牌号主要有：ＭＢ２，ＭＢ８，ＭＢ１５，ＭＢ２２，ＭＢ２５等，主要合金系为镁锌锆系、镁铝锌系、镁稀土锆系、镁锰系和镁锂系。镁锌锆合金是热处理强化变形合金。其中ＭＢ１５经过固熔淬火和人工时效，其σｂ＝３６３ＭＰａ，σ０．２＝３２４ＭＰａ，δ＝９．５％。在镁锌锆系合金中加入少量镉、钕或镧，可进一步强化合金，提高室温和高温强度，改善焊接性。Ｍｇ－６Ｚｎ－０．６Ｃｄ－１．７Ｎｄ－０．７Ｚｒ合金

7、，室温下的σｂ接近４００ＭＰａ，１５０℃持久强度σ１００＝９８ＭＰａ，是变形镁合金中强度最高的合金之一。镁锰系合金有良好的耐蚀性和焊接性，其中ＭＢ８合金有中等强度和较高的塑性，其σｂ＝２４５ＭＰａ，σ０．２＝１６７ＭＰａ，δ＝１８％；ＺＭ６１（Ｍｇ－６Ｚｎ－１．２Ｍｎ）合金是强度最高的挤压合金之一，其σｂ＝３８５ＭＰａ，σ０．２＝３４０ＭＰａ，δ＝８％，与某些高强度铝合金相当。在镁中加锂元素而获得的超轻变形镁锂合金，属于超轻型结构合