為何以SKH-9材製成異形沖棒在沖壓進行中,發生刀口成小塊屑屑崩落?如何改善?
案由背景詳述:
新北市某家特殊鋼公司的經理來電詢問,有一家他的直接用戶向他們公司購買一塊SKH-9材之沖頭料,尺寸50X200X200,經熱處理後得HRC63度,再經線切割成異形沖棒,上線沖剪5mm的光面鐡板,但上線不久,即因刀口成小細屑崩落,造成產出物起毛邊;不符尺寸規格要求,不但造成延遲交貨,也造成必須經常更換異形沖棒,生產成本也因而架高。問到底問題出在那裏?如何改善?經理提出,若是沖淎材質改成粉末高速鋼是否可改善?
不良原因分析:
在沖壓製程進行當中,異形沖棒刀口端,以小碎屑般崩落,以經驗推演可能原因有,上下模間隙太小,刀口端面粗度過大,異形沖棒硬度太硬,本案僅是以電話通聯告知狀況結果,並無實物可驗證,前述所推演出的假設問題,就以間隙和沖棒硬度關係做論述,若間隙小,硬度必須降低,間隙大,硬度可以提高,這關係到沖剪阻抗,一般正常間隙是丕料厚度的百分之五,以本案為例丕料5mmX5%,合理單邊間隙是0.25mm,這關係到壓應力,也影響到可能的刀口崩裂問題。
可能的改善辦法:
改善異形沖棒刀口端面粗度,當線切割加工製程結束後,必須去除線切割殘留放電白層,一般深度約0.015mm~0.020mm再接續進行抛光。抛光結束後刀口必須去除毛邊,方可上線使用。
上下模間隙必須加大,若是以正常值丕料的5%,其拉斷面是2/3,相對的切斷面是1/3,考慮是否客戶允收容許公差可放寬?若是可放寬,以本案丕料5mm建議間隙以6%,應可改善刀口碎屑崩裂。將原先HRC63度調降至HRC61度。
結論:
本案SKH-9材製成異形沖棒,在上線中,刀口成屑碎般崩落的形成原因,因無實物可驗證,因此僅能以過去經驗推演可能的成因及相對應的改善辦法。廖經理提議以粉末高速鋼取代SKH-9材,這是非常好的建議,因為粉末高速鋼是無方向性,結晶顆粒非常細緻,因而在高韌性及抗崩裂要求場合,絶對可展現其特性,但前提是,前述建議改善辦法還是必須先做到,才可能發揮粉末高速鋼的特質。
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