沖孔凸模涂層對擴孔率和切口疲勞性能影響

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沖孔凸模涂層對擴孔率和切口疲勞性能影響

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2015年第2期

作者：松野崇等

編譯：郝長文

汽車用高強度鋼板的最大抗拉強度達到1180MPa級，影響模具的使用壽命。但涂層對提高沖模的壽命是有效的，其也可以抑制與被加工材料的粘著，顯著改善“咬模”等工具損傷程度。本文以1180MPa級超高強度鋼板的沖孔加工為對例，研究有涂層和無涂層時擴孔率和疲勞性能的差異。

試驗使用板厚1.6mm的1180MPa級超高強度冷軋鋼板。沖孔工具材質為SKDⅡ改良鋼（大同特殊鋼公司的DC53）。凸模表面選擇無涂層和PVDTiN涂層兩種條件。進行沖孔試驗、擴孔試驗和平面彎曲疲勞試驗。利用光學顯微鏡對切口進行觀察。測量硬度和殘余應力。對試驗結果（包括凸模刃口表面狀態、擴孔率、疲勞強度、切口性能）進行分析研究，得出以下結論。

（1）無涂層處理的凸模在沖孔試驗后發生咬模現象，而經過涂層處理的凸模沒有發生咬模現象。

（2）由于試驗用的材料強度高，因此涂層的優劣無法確認。但凸模有涂層會使切口內部產生加工硬化，因此如果抑制咬模現象發生，則會對擴孔率負效應。

（3）凸模經涂層處理后疲勞性能得到改善，其原因是凸模經涂層處理后能防止咬模發生，使剪切面粗糙度和抗拉殘余應力降低。

（4）有無咬模現象而引起的剪切面上殘余應力之差最大約1.5GPa。