材料性能参数与冲压成形性

n
硬化指数 n
r=
εb , ε 、 ε r分 别 为 宽 度 方 向 、 厚 度 方 向 的 应 变 εr b
塑性应变比 r,即 厚向异性系数
冷轧钢板，其在轧制方向和其他方向的力学性能有较大差异，不同方向 的 r 值都不一样，所以 r 值的最终确定，一般应考虑从三个方向截取的试件 的测试结果，即
r00 + r90 + 2 × r45 4 切取 r00、r90、r45 分别是以与轧制方向成 0o、 o、 o 角方向为试样长度方向， 90 45 r=
板平面内各向异 性系数 ∆r
∆r =
r00 + r90 − 2 × r应变比平面各向异性度只影响冲压件边上的平整度，形成所谓的凸耳， 不影响成形性能。 ∆r 越大，表示板料平面内的各向异性越严重，冲压时的 凸耳现象也越严重，凸耳是不希望产生的缺陷，它既浪费材料又要增加一道 修边工序，但越是冲压性能好的材料， ∆r 就越大，凸耳也越显著。 板料厚度尺寸公差超差是指板料的实际厚度超过标准允许的偏差。该偏差对 汽车覆盖件冲压过程中出现的开裂、起皱及脱模后的回弹等有重要影响。对 板料实际厚度超过正常厚度的情况，模具间隙就显得偏小，材料的流动阻力 将偏大，材料与模具之间的作用力也将随之增加，不仅容易出现坯料被拉裂 的现象，而且将加快模具的磨损，影响模具使用寿命。而对板料实际厚度偏 薄的情况，则会因材料的流动阻力偏小而容易出现板料起皱的现象。
拉伸试样所得的塑性应变比。 塑性应变比反映了板料在厚度方向的变形能力，r 值越大，表示板料越 不易在厚度方向产生变形，即不易变薄也不易增厚。在压缩应力作用下，r 值越大， 板料易于在宽度方向变形，可减少起皱的可能性；在拉应力作用下， r 值越大，板料在受拉处不易变薄，可减少被拉裂的可能性。 由于板料在不同的方向上具有不同的塑性应变比，因此，在板料平面内就形 成了面内的各向异性，板料平面内的各向异性系数 ∆r 常用下式确定：
屈服点 σ s 屈强比 σ s / σ b
屈服点越小的材料在塑性变形后的贴模性能和形状冻结性能都比较好，有利 于提高覆盖件的形状精度。 较小的屈强比对于绝大多数的成形是有利的。屈强比小，表示材料容易产生 塑性变形而不易被拉裂，即材料初始屈服点到局部缩颈点之间的塑性区大。 几乎全部金属， 在塑性变形中， 其变形抗力都有随应变的增加而强化的趋势， 通常用公式 σ = K ε 拟合材料单向拉伸的真实应力应变曲线， 叫应变强度 K 系数、n 叫应变硬化指数（或称硬化指数）。 应变硬化指数 n 值表示在塑性变形中板料硬化的强度。n 值大的板料，在同 样的变形程度下，真实应力增加得越多。n 值大时，在伸长类变形过程中可 扩展变形区，减少坯料的局部变薄和增加极限变形参 以使变形均匀化 变形均匀化，具有扩展变形区 减少坯料的局部变薄和增加极限变形参 变形均匀化 扩展变形区 数的作用。尤其对于汽车覆盖件这样的大型复杂形状曲面零件的成形工艺， 当坯料中间部分的胀形成分较大和变形分布很不均匀时，n 值的上述作用对 成形性能的影响更为显著。 因板料轧制时出现的纤维组织等缘故，板料的塑性会随方向的变化而变 化，这就是塑性各向异性。