冲孔凸模涂层对扩孔率和切口疲劳性能影响



冲孔凸模涂层对扩孔率和切口疲劳性能影响

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2015年第2期

作者：松野崇等

编译：郝长文

汽车用高强度钢板的最大抗拉强度达到1180MPa级，影响模具的使用寿命。但涂层对提高冲模的寿命是有效的，其也可以抑制与被加工材料的粘着，显著改善“咬模”等工具损伤程度。本文以1180MPa级超高强度钢板的冲孔加工为对例，研究有涂层和无涂层时扩孔率和疲劳性能的差异。

试验使用板厚1.6mm的1180MPa级超高强度冷轧钢板。冲孔工具材质为SKDⅡ改良钢（大同特殊钢公司的DC53）。凸模表面选择无涂层和PVDTiN涂层两种条件。进行冲孔试验、扩孔试验和平面弯曲疲劳试验。利用光学显微镜对切口进行观察。测量硬度和残余应力。对试验结果（包括凸模刃口表面状态、扩孔率、疲劳强度、切口性能）进行分析研究，得出以下结论。

（1）无涂层处理的凸模在冲孔试验后发生咬模现象，而经过涂层处理的凸模没有发生咬模现象。

（2）由于试验用的材料强度高，因此涂层的优劣无法确认。但凸模有涂层会使切口内部产生加工硬化，因此如果抑制咬模现象发生，则会对扩孔率负效应。

（3）凸模经涂层处理后疲劳性能得到改善，其原因是凸模经涂层处理后能防止咬模发生，使剪切面粗糙度和抗拉残余应力降低。

（4）有无咬模现象而引起的剪切面上残余应力之差最大约1.5GPa。