热压模的设计应用要领

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在常温下完成的弯曲加工称为冷弯曲成形，简称冷成形。由于冷成形时，坯料不加热， 无氧化皮，因而具有成形精度髙、操作方便、生产成本低等优点，但是，金属材料在常温下 制作时会出现冷作硬化，导致材料塑性指标下降，变形抗力增加，并且冷作硬化随变形程度 的增大而增大，严重时金属材料会因失去变形能力而产生断裂。

为消除因冷成形产生的冷作硬化等不利因素，生产中通常设计热压模采用热压加工工艺 来成形零件。

(1) 热成形的应用

热成形包括热弯曲和热拉深两种加工。通常在钣金件的生产加工制造过程中，对于板料 厚度超过10〜12mm和每边厚度在8〜10mm以上的型钢进行弯曲与拉深时，往往采用热成形。

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此外，若受设备工作能力的影响，为减少冲压力，也可选用热压加工。

另外，在制造含铬等特种钢的零件时，因在常温下加工，会有严重的硬化、翘形和裂纹 产生，所以也必须采用热成形。

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(2) 热成形的温度范围

热成形的加工机理是金属材料随温度的增加，金属内部出现了回复、再结晶，增加了新 的滑移系统，从而出现温度增加、金属强度指标降低、塑性指标增加等金属软化作用（表 3-4给出了.部分钢材在不同温度下的屈服强度）。金属产生的这种热塑性现象，使热压成形 加工具有所需的成形力较低，易获得所需的成形形状等优点，而在再结晶温度以上进行的成 形，由于再结晶作用可消除成形产生的内应力，因而又可避免冷作硬化的产生。

热成形温度的选择。为了保证成形件的质量，提高材料的变形程度，减小材料的变 形抗力，在决定热成形温度时，必须根据不同材料的温度-力学性能曲线、加热对材料可能 产生的不利影响（如氢脆、晶间腐蚀、氧化、脱碳等）以及材料的变形性质做出正确的选 择。这是因为当金属受热时，晶粒本身与晶粒之间产生了各种物理化学变化。例如，析出 扩散异相，溶解自由相及晶间杂质，氧化与脱碳等。这些物理化学变化对于塑性变形的 影响，视金属的具体性质而异。例如低碳钢，在200〜400°C之间时，因为时效作用（夹 杂物以沉淀的形式析出，产生沉淀硬化），使变形抗力增加，塑性降低，这一温度范围称 为冷脆区。而在800〜95CTC的范围内，又会出现热脆，使塑性降低。其原因是铁与硫形 成的化合物FeS几乎不溶于固体铁中，形成低熔点的共晶体（Fe+FeS+FeO),如果处在 晶粒边界的共晶体熔化，就会破坏晶粒间的结合。因此，选择变形温度时，碳钢应避开 冷脆区和热脆区。

表3-5给出了部分钢料的热成形温度。对要求退火或淬火+回火处理的材料，必须在热 成形完成后另行热处理。

在生产中，对某些弯曲、拉深等成形工序也采用在蓝脆区以上、再结晶温度以下 (500〜800°C),有时甚至采用更低的温度（100〜200*0)进行，这是因为成形温度低，加热 时间短，有利于降低加热成本，而较低的加热温度又使成形件的氧化皮少，有利于减轻成形 工件表面的压痕，提高坯料表面的成形质贵，但易使成形件发生变形，热成形后往往需要进 行冷矫形。

②热成形温度的判断。板料加热温度，一般是凭观察火色来判断，钢材加热到各种温 度时的颜色见表3-6。观察火色与环境的明暗有关，表3-6所列的颜色是从暗处观察火色所 判断的温度。白天观察火色情况又有所不同。例如，从暗处观察，板料加热到770〜800°C 时呈櫻红色，如果在很明亮的环境下观察火色，当钢料呈櫻红色时，其温度早已超 过800*0。

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