Способ обработки поверхности листа Советский патент 1984 года по МПК B21B1/38 

Изобретение относится к обработк металлов давлением при изготовлении листовой стали для штамповки автомобилей И других изделий. Уменьшение металлоемкости издели из листовой стали производится путе легирования малоуглеррдистых марок сталей. Однако повЕлцение прочностны характеристик сталей путем легирова ния, создающее предпосылки для уменьшения толщины, а следовательно и веса деталей, одновременно приводит к ухудшению штампуемости метгшл и не позволяет использовать легированные и малолегированные стгити для изготовления деталей сложной формы, получаекых методами глубокой вытяжки. Кроме того,.к недостатйам ifeTOдов легирования относится более высокая стоимость металла и необходимость в дефицитных легирующих эле-, ментах. Использование прокатных про филей, уменьшающих металлоемкость изделий., также исключено при изготовлении деталей сложной формл, например, кузовных автомобильных, изготавливаемых-методами глубокой вьЯяжки. Известен способ изготовления лис тового металла, где для повьЕиения штампуемости листа и обеспечения качественной внешней поверхности готовых изделий лист прокатывают в валках с различной шероховатостью поверхности CQ . Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки поверхности листа, включающий деформирование его поверхности с формированием однородных .конусных впадин (jZj . Листовая сталь с указанным релье фом поверхности обладает более высокой по сравнению с листовой сталью, выпускаемой по ТУ-14-1-1229-75, штампуемостью,Однако нет снижения металлоемкости при изготовлении лис.тового металла из-за небольших обжатий при дрессировке и высокой плотности впадин, при которой глубина впадин ограничивается их конусностью и возможностями изготовления при дрессировке до 30-35 мкм. Недостатком способа обработки поверхности листового металла путем дрессировки с обжатием 0,8-1,4% являются невысокие прочностные характеристики металла дпя глубокой вытяжки (предел прочности 300 330 МПа), не позволяющие использовать для изготовления деталей лист меньшей толщины. Цель изобретения. - повышение прочностных характеристик поверхности листа, снижение металлоемкости за счет использования меньшей толщинылиста при последующей его штамповке Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки поверхности листа, включающему деформирование его поверхности с формированием однородных конусных впадин, последнее ведут при прокатке с обжатием 5-8% в количестве 5-15 впадин на 1 см, причем их глубина составля ет 6-12% толщины листа, угол наклона стенок 60-80° и радиус вершин 150250 мкм. . Формируекые при прокатке впадины обеспечивают при одинаковой толщине листового металла снижение его металлоемкости на 4-6%. Снижение металлоемкости листового металла при формировании профиля его Нелицевой поверхности определяется величиной обжатия при прокатке и параметрами профиля поверхности - плотностью, глубиной, наклоном стейок впадин и радиуЬов вершин, а также увеличением . прочности металла. Наклеп металла при прокатке приводит не только к првьииенню его прочностных Характеристик, но и к снижению его пластичности, которое компенсируется при штамповке деталей за счет уменьшения сил контактного трения. Смазка, заполнякяцая несообщающиеся между собой впсщины, присмятии вершин профиля поверхности штамповочным инструментом выдавливается и разделяет трущиеся поверхности, обеспечивая режим трения, близкий к жидкостному-.Повышение прочностных характеристик металла ,без снижения его штампуемости позволяет уменьшить металлоемкость деталей дополнительно на 3-4% путем уменьшения толщины листов, используемых для их изготовления при сохранении прочности деталей.В итоге, при получении детгшей из листового металла, изготовленного в соответствии с предлагаемым способом, обеспечивается снижение их металлоемкости на 7-10%. Ограничение параметров рельефа поверхности листового металла вызвано тем,, что уменьшение плотности впадин ниже 5 на 1 см приводит к пЬя Влению при штамповке деталей на лицевой поверхности отпечатка рельефа . нелицевой поверхности, а увеличение плотности впадин выше 15 на 1 см при одинаковых параметрах сечения выступов ограничивает снижение материгшоемкости листа и деталей из него; увеличение глубины впадин выше 12% от толщины листа приводит к преобладанию влияния впадин как концентраторов напряжений и снижению штампуемости металла, а уменьшение .глубины впадин ниже 6% от толщины листа ограничивает снижение его металлоемкости; увеличение угла наклона стенок впадин свыше 80° и у, уменьшение радиусов вершин ниже

150 мкм уменьшает устойчивость выступов рельефа поверхности деформированию при штамповке, а уменьшение угла наклона стенок впадин ниже бо и увеличение радиусов вершин выше 250 мкм ограничивает снижение металлоемкости листа. Ограничение величины обжатия при прокатке до 8% связано со снижением штгиутуемости листового металла из-за преимущественного влияния снижения пластичности металла.

На фиг. 1 изображен вид нелицевой поверхности листового металла, изготовленного в соответствии с предлагаемым способом; на фиг. 2 - кривые зависимостей 1 - предела прочности И 2 - коэффициента вытяжки К листовой стали 08Ю толщиной 1 мм с рельефом поверхности, полученным при изготовлении в соответствии с предлагаемым

способом от обжатия % при прокатке послеотжига.

Пример. После холодной прокатки и отжига малоуглеродистой стали 08Ю толщиной 1 мм проводилось формирование при прокатке с обжатием 8% профиля нелицевой поверхности из однородных впадин в количестве 10 на 1 см, глубиной 80-85 мкм, наклоном стенок 70 и радиусом выступов 200 мкм; фо мирование нелицевой поверхности из однородных конусных впадин в количестве 30 на 1 см, глубиной 20-25 мкм при дрессировке с обжатием 1,0%.

Определены механические свойства и штампуемость образцов, изготовленных по предлагаемому и известному способам. Результаты испытаний при.ледены в таблице.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСJH ЛИСТА, включакидий деформирование его поверхности с формированием однородных конусных впадин, о т л и чающий, ся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик поверхности листа, снижения металлоемкости За счет использования меньшей толщины листа при последующей его штамповке, формирование однородных конусных впадин ведут при прокатке с обжатием 5-8%, в количестве 5-15 впадин на 1 см, причем их глубина составляет 6-г12% толщины листа, угол наклона стенок 60-80 и радиус вершин 150-250 мкм. с S 00 4 иг. /

320

196

27

298

Формирование рельефа нелицевой поверхности листовой стали при прокатке с обжатием 8% с параметрс1ми в пределах данного изобретения, не снижая штампуемости листа, уменьшит его материалоемкость на 5,9% при . увеличении предела прочности на 10,6% и твердости на 26,6%.

Использование предлагаемого способа обработки поверхности листа для штамповки обеспечивает по сравнению с известными уменьшение 4eтcШ2,32

45

100

2,34

94,1

57

лоемкости листа и изделий из него без снижения штампуемости металла,45 то обеспечивает увеличение выпуска листового металла без увеличения затрат, а также снижение затрат при эксплуатгиции менее материалоемких машин; повышение прочностных харак50 теристик деталей, их надежности и долговечности, либо дополнительное снижение металлоемкости деталей при использовании листового металла . меньшей толщины и обеспечение прочности детёшей на прежнем уровне.

.3f

. ,«

г,39 V9

)«

t,5 m 4.5 6,0

37ff

ч С:

J69

«

3Se

JW

m

320