[发明专利]一种低塑性低硬化指数薄板的拉伸方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金、材料加工技术领域，具体涉及一种低塑性低硬化指数薄板的拉伸方法。

背景技术

在材料力学理论中，当材料室温时的延伸率低于10％时，认为其属于低塑性材料。低塑性材料在轧制及后续拉伸成型过程中变形比较困难，容易产生裂纹和断裂，难以成型，因此，成为制约其顺利加工的主要障碍。但是低塑性材料往往同时又具有强度高、弹性模量高等特点，许多工业应用领域需要使用这些特殊的性能。然而，使用零件形状往往比较复杂，需要用拉伸或其它方法来成型。由于低塑性材料自身塑性较低，加之如果板材很薄，加工起来就更加困难，这就给材料科学工作者提出了新的课题。

另外，材料的硬化指数也是衡量材料冲压或拉伸性能的一个主要指标，说明材料抵抗局部变形的能力。在薄板的冲压或拉伸过程中，板料和模具接触的先后次序并不一样。如用模具拉伸一个圆筒，那么，当凸模下行时，凸模下圆周线首先接触板料，接触部位的金属在侧向摩擦力的作用下优先屈服、变形，而其它部分此时可能尚未变形。如果材料的硬化指数高，当接触部分的金属变形到一定程度后，变形部位的金属要产生加工硬化，使其继续变形难以发生。此时，与其相邻部位未变形的金属由于未加工硬化而容易变形，在一定作用力的条件下产生屈服、变形，变形后金属产生硬化，继续变形变得困难，由于力传递到此处相邻未变形金属处，导致未变形金属继续。如此往复，整个板材变形比较均匀。当板料的硬化指数低时，优先变形的部位不怎么硬化，变形始终发生在优先变形部位，最终导致裂纹的出现，甚至产生断裂。因此，对于低硬化指数材料必须用比较特殊的办法进行拉伸。

因此，为了解决低塑性材料拉伸的问题，最大的问题是要提高其塑性。材料的塑性是与温度有一定关系的。一般而言，随着温度上升，由于位错的运动往往是由扩散机制所控制的，高温时，原子扩散容易，因此，位错的滑移和攀移比较容易，材料的塑性有所提高。如果用延伸率来表示材料的塑性，那么，随着温度的提高，延伸率一般呈增加趋势。但温度过高，可能使材料产生再结晶，降低了材料的强度，也就降低了其使用性能。因此，拉伸温度必须控制在合适的范围。

而为了解决低硬化指数薄板的拉伸问题，则必须想办法控制其局部变形，改变其力的传递方式。

发明内容

本发明的目的就是针对低塑性低硬化指数薄板在拉伸中所存在的问题，提供一种适合低塑性低硬化指数薄板的拉伸方法。

本发明的方法包括如下顺序的步骤：

(1)首先，采用精确控温电阻炉对低塑性低硬化指数的薄板进行加热，加热到规定温度，规定温度为80℃～T_再结晶，加热保温5分钟～3小时，加热完成后迅速出炉，拿至拉伸模具旁边；同时，准备2块和拉伸薄板同一规格形状的工业纯铝板，在拉伸薄板加热时，对工业纯铝板在相同的温度下保温同样的时间，同时出炉；

(2)薄板加热出炉前5分钟对拉伸模具进行预热，使模具表面温度达到薄板规定的加热温度；

(3)把加热好的2块铝板，叠放在需拉伸薄板的上面和下面，使三块板子的外围尺寸线吻合，放到拉伸模具上进行拉伸，凸模和凹模的相对移动速率应在0.001mm/s～30mm/s之间。

所述低塑性低硬化指数的薄板为0.8mm的铝铁钒硅薄板和1mm的7075板。

本发明的工艺方法有效地解决了低塑性低硬化指数薄板在拉伸过程中出现的问题，拉伸产品表面光滑，无裂纹、不起皱，并且方法简单，易于操作。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

0.8mm的铝铁钒硅薄板，其硬化指数比较低，室温延伸率只有10％左右，把其拉伸成筒形件。首先采用精确控温电阻炉对薄板进行加热，加热到规定温度，规定温度为200℃，加热保温5分钟。同时准备2块和拉伸薄板同一规格形状的工业纯铝板，和铝铁钒硅薄板一起在200℃时保温5分钟。

薄板加热出炉前5分钟对拉伸模具进行预热，使模具表面温度达200℃。

把加热好的铝板，叠放在需拉伸薄板的上面和下面，使三块板子的外围尺寸线吻合。放到拉伸模具上进行拉伸。凸模和凹模的相对移动速率应在1mm/s。拉伸出的筒形件表面光滑，无裂纹、不起皱。

实施例2：

1mm的7075板，其塑性比较低，室温延伸率只有9％左右，把其拉伸成帽形件。首先采用精确控温电阻炉对薄板进行加热，加热到规定温度，规定温度为80℃，加热保温3小时。同时准备2块和拉伸薄板同一规格形状的工业纯铝板，和7075板一起在80℃时保温3小时。