1.3常用鈑金材料的工藝性能
零件加工工藝方案的確定除與加工零件的形狀、精度，企業所具有的結構設備等有關外，還與零件所用的材料關系極大，即使對同一強度等級的材料，不同加工材料的化學成分對零件的加工工藝也會帶來不同的影響，從而直接影響著飯金件的生產加工，因此，分析并了解不同材料的加工工藝特性，對飯金件加工工藝以及生產操作的規范的制定都具有重要的意義，以下是一些常用飯金材料的加工工藝性能。
(1)普通碳素結構鋼的工藝性能
一般說來，飯金件以普通碳素結構鋼(如:Q195、Q215Q235等)和優質碳素結構鋼(如:08 , 10F,20等)最為常用該類鋼種的冷、熱成形，氣割，碳弧氣刨，水火矯形等工藝性都已趨于完善。除在成形上因厚度增加受變形率限制，加熱受溫度上限限制外，其他限制不多。
在加工較厚板料時，為增加板料的變形程度，降低板料的變形抗力，多用熱成形或局部加熱毛坯的拉深成形工藝，但應避免在某些溫度區間加熱，如碳鋼加熱到200-400℃時，因為時效作用(夾雜物以沉淀的形式在晶界滑移面上析出)使塑性降低，變形抗力增加，這個溫度范圍稱為藍脆區，這時鋼的性能變壞，易于脆斷，斷口呈藍色。而在800-950℃范圍內，又會出現熱脆區，使塑性降低，因此，在板料熱態拉深操作過程中，應特別注意實際變形熱壓的溫度不應處于藍脆區和熱脆區。在操作時，應考慮加熱設備與壓力機間的位置對變形熱壓溫度的影響，并謹慎使用降溫吹風設備，以避免藍脆及熱脆的發生。
(2)合金鋼的工藝性能
常用于制造飯金結構件的合金鋼通常為16Mn, 15MnV等低合金高強度結構鋼，它們的工藝性能如下。
①16Mno 16Mn鋼一般都是熱軋狀態供貨，不需要熱處理，特別是厚度小于20mm的軋材，其力學性能都很高，因此，熱壓后一般都直接使用。對于厚度大于20mm的鋼板，為提高鋼材的屈服強度和低溫沖擊韌性，可采用正火處理后使用。
另外，其氣割性能與普通低碳結構鋼相同。氣割邊緣1mm內雖有淬硬傾向，但由于淬硬區域很窄，可通過焊接消除。因此，該鋼種的氣割邊緣不需機械加工，可直接進行焊接。
碳弧氣刨性能也與普通低碳結構鋼相同。氣刨邊緣內雖有淬硬傾向，但由于淬硬區域也很窄，可通過焊接消除，因此，該鋼種的氣刨邊緣不需機械加工，可直接進行接。其結果與機械加工后進行焊接的熱影響區硬度基本相同。
與Q235相比，16Mn鋼屈服強度都在345MPa以上，比Q235高，故冷成形力大于Q235鋼。對于大厚度熱軋鋼材，采用正火或退火后，冷成形性能能得到極大的改善。但當板厚達到一定厚度(t≥32)時，須在冷成形后進行去應力熱處理。
當加熱到800℃以上時，能獲得良好的熱成形性能，但16Mn鋼加熱溫度不宜超過9000C，否則，容易出現過熱組織，降低鋼材的沖擊韌性。
此外，16Mn鋼經3次火焰加熱矯形并水冷后的力學性能無明顯改變，具有與原母材同樣的抗脆性破壞能力，因此，該鋼種可以進行水火矯形，但對動載荷結構不宜采用水火矯形。
② 15MnV。較薄的15MnV與15MnTi鋼板，其剪切和冷卷性能與16Mn鋼相似，但對板厚t妻25mm的熱軋鋼板，在剪切邊緣上容易隱存因剪切的冷作硬化引起的小裂紋。這種裂紋有可能在鋼材出廠前就已產生。因此，應加強質量檢查，一但發現，應經過氣割或機械加工去除有裂紋的邊緣。此外，較厚的15MnV類鋼熱軋板，冷卷時容易產生斷裂，可通過930-1000℃的正火處理，提高其塑性和韌性，改善冷卷性能。
另外，該類鋼的熱成形和熱矯形性能良好，加熱溫度為850-1100℃熱成形時，多次加熱對屈服強度的影響不大;且氣割性能良好，碳弧氣刨性能也良好，碳弧氣刨對焊接接頭的性能無不良影響。
具有同樣工藝性能的15MnV類鋼還包括15MnTi, 15MnVCu,15 MnVRE、15MnNTiCu等。
③ 09Mn2Cu, 09Mn2。該類鋼具有較好的冷沖壓性能。09Mn2Cu, 09Mn2, 09Mn2Si中厚鋼板的冷卷工藝性、熱壓工藝性、氣割、碳弧氣刨、火焰矯形與Q235一樣。
④ 18MnMoNb。該類鋼的缺口敏感性高，經火焰氣割的切口存在淬硬傾向，為防止彎曲時產生裂紋，應對氣割后的鋼板經580℃保溫lh，進行消應力退火。
(3)不銹鋼的工藝性能
不銹鋼的種類很多，按化學成分可分為兩大類，即鉻鋼和鎳鉻鋼。鉻鋼中含多量鉻或再含有少量鎳、欽等元素;鎳鉻鋼中含多量鉻和鎳或再含有少量欽、鑰等元素。按金相組織的不同，分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型等幾類。由于化學成分和金相組織的不同，各類不銹鋼的力學性能、化學性質、物理性能也有較大差異，使不銹鋼材料應用的工藝難度相對增加.
常用的不銹鋼牌號有兩類:
甲類:屬于馬氏體型鉻鋼，如1Crl3, 2Cr13, 3Cr]3, 4Cr13等.
乙類:屬于奧氏體型鎳鉻鋼，如1Crl8Ni9Ti, 1Crl8Ni9等。
以上兩類不銹鋼具有如下加工工藝性能。
①為了獲得好的塑性，應使材料處于軟態，所以要進行熱處理.甲類不銹鋼的軟化熱處理是退火，乙類不銹鋼的軟化熱處理是淬火。
②在軟態下，兩類不銹鋼的力學性能都具有較好的加工工藝性，特別是具有較好的沖壓變形工藝性，適合于變形基本工序的沖壓加工，但不銹鋼的材料特性與普通碳鋼相比，是大不相同的，即使是拉深用不銹鋼材料，其垂直塑性的異向性特性值也遠低于普通碳鋼，同時，又因為屈服點高，冷作硬化嚴重，所以不僅在拉深過程中容易產生皺折，而且板料在凹模圓角處產生的彎曲和反向彎曲變形引起的回彈，往往都會在制件的側壁形成凹陷或撓曲。故對于不銹鋼的拉深，需要有很高的壓料力，而且要求對模具進行細致的調枯。
由于不銹鋼冷作硬化現象很強烈，拉深時容易產生皺折，因此在實際操作過程中，要采取如下一些措施，以便保證拉深作業順利進行:一般要在每次拉深后進行中間退火，不銹鋼不像軟鋼那樣可以經過3-5次進行中間退火，通常是每經過一次拉深后就要進行中間退火;變形量大的拉深件，最終拉深成形后，要緊接著進行消除殘余內應力的熱處理，否則拉深件會產生裂紋，去內應力的熱處理規范是甲類不銹鋼加熱溫度250-4001C，乙類不銹鋼加熱溫度350-450℃，然后在上述溫度下保溫1-3h;采用溫熱拉深方法可以得到較好的技術經濟效果，例如對lCrl8Ni9不銹鋼加熱到80--120℃，能減少材料的加工硬化和殘余內應力，提高拉深變形程度，減小拉深系數。但奧氏體不銹鋼加熱到較高溫度(300- 700℃)時，并不能進一步改善其沖壓工藝性.拉深復雜零件時，應選用油壓機、普通液壓機等設備，使其在不高的拉深速度(0.15-0.25m/s左右)下變形，可以得到較好的效果。
③與碳鋼或有色金屬相比，不銹鋼沖壓另一特點是變形力大，彈性回跳大。因此，為保證沖壓件尺寸和形狀的精度要求，有時要增加修整、校正以及必要的熱處理。
④奧氏體不銹鋼不同品種間的屈服強度差別較大，因此，在剪切、成形的工序中注意加工設備的承受能力.
(4)有色金屬及合金的工藝性能
對有色金屬及合金成形過程中接觸到的設備，其模具表面光滑程度的要求均較高.
①銅和銅合金常用的銅和銅合金有純銅、黃銅和青銅。純銅和牌號為H62及H68的黃銅，沖壓工藝性均好，比較起來，H62比H68的冷作硬化較強烈。
青銅用作耐蝕、彈簧和耐磨零件，不同牌號間性能差別較大。一般說來，青銅比黃銅的沖壓工藝性差些，青銅比黃銅的冷作硬化強烈，需要頻繁的中間退火.
大部分黃銅和青銅在熱態下(600-800℃以下)具有較好的沖壓工藝性，但加熱會給生產L帶來許多不便，并且銅和許多銅合金在200-400℃的狀態下，塑性反而比室溫時較大的降低，因而一般不采用熱態沖壓.
②鋁合金鈑金構件中常用的鋁合金主要有硬鋁、防銹鋁、鍛鋁等。
防銹鋁主要是鋁錳或鋁鎂合金，熱處理效果很差，只能通過冷作硬化來提高強度，它具有適中的強度和優良的塑性及抗腐蝕性.硬鋁和鍛鋁屬于熱處理能強化的鋁合金.鍛鋁大多是鋁鎂硅合金，熱狀態下強度較高，熱處理強化效果差，在退火狀態下具有很好的塑性，適于沖壓和鍛造加工.硬鋁是鋁銅鎂合金，強度較高，熱處理強化效果好.
防銹鋁可用退火方法來獲得最大的塑性，硬鋁和鍛鋁既可用退火方法也可用淬火方法來獲得最大的塑性。它們在淬火以后的狀態有較高的塑性和對沖壓有利的綜合力學性能，因而具有比退火狀態更好的沖壓工藝性。
硬鋁和鍛鋁屬于熱處理能強化的鋁合金，它們有一個特點，即淬火后隨時間延長逐漸強化，這種現象稱為“時效強化”。時效強化具有一定的發展過程，不同牌號材料的發展速度也不相同.由于這類鋁合金具有時效強化的特點，因此，對此類鋁合金的沖壓加工必須在時效強化發展完成之前完成，一般車間要求在淬火后1. 5h內完成加工.
在鋁合金中，鋁鎂合金(大部分為防銹鋁)的冷作硬化比較強烈，因此用這類材料制造復雜零件時，通常要進行1---3次中間退火.在深拉深成形后還要進行消除內應力的最終退火。
為改善加工工藝性，生產中還采用在鋁合金處于溫熱狀態下沖壓.溢熱沖壓多用于冷作硬化后的材料，材料經溫熱(大約100-200℃左右)后，既保留了部分冷作硬化又改善了塑性，可以提高沖壓變形程度和沖壓件的尺寸精度.
溫熱沖壓時，必須嚴格控制加熱溫度，過低會引起沖壓件產生裂紋，過高又會引起強度急劇降低.也會引起裂紋。在沖壓過程中.凸模容易過熱，當它超過一定溫度后，就會使沖壓材料強烈軟化，引起拉深件斷裂。凸模溢度保持在小于50- 75℃，可以提高溫熱拉深的變形程度。溫熱沖壓中，必須采用特制的耐熱潤滑劑。
③鈦和鈦合金欽和欽合金的工藝性較差，其強度較高，變形力大，冷作硬化程度強烈，除少數牌號可以對變形不大的零件進行冷沖壓外，大多采角熱沖壓.熱沖壓的加熱溫度較高(300-750℃)，且因牌號不同而不同，加熱溫度過高會使材料變脆，不利于沖壓。由于欽是一種化學性質非�；钴S的元素，對氧、氫、氮等元素的化合所需溫度都不高，而與氧、氫、氮等生成的化合物都是產生脆性的主要因素，因此，鐵及合金的加熱受到嚴格的限制。需要高溫加工時，必須在保護氣體中進行，或采用全保護的無泄漏包裝進行整體加熱。在操作鈦和鐵合金的沖壓件時，應采取盡可能低的沖壓速度.
此外，鐵材的切斷可采用機械方法，如鋸切、高壓水切割、車床、管切斷機床等，鋸切速度宜慢，絕不可以用氧一乙炔焰等通過加熱進行氣割，也不宜用砂輪鋸切割，避免切口的熱影響區受到氣體的污染，同時，切口處毛邊過大，還要增加毛邊處理的工序。
鈦和鈦合金管可以冷彎，但回彈現象明顯.通常在室溫下是不銹鋼的2-3倍，因此，鈦管的冷彎中要處理好回彈量，此外，鈦管的冷彎彎曲半徑不得小于管外徑的3. 5倍.冷彎時，為防止局部出現橢圓度超差或出現皺折現象，可在管內充填經過干燥的河沙，并用木錘或銅錘夯實.彎管機冷彎時，應加芯軸.熱彎時，預熱溫度應在200-300℃.
對于90°翻邊，應分別用30°, 60°, 90°三套模具分次壓制，避免出現裂紋。
(責任編輯：laugh521521)
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