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| 金属板材成型技术的新发展 | |
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轻型和抗压型车辆需要采用先进高强度钢（DP、TRIP、TWIP）和Al 合金，进行复杂形状零部件的成型。本文将分为两个部分，分别讨论材料性能的确定和适用于最佳成型条件的润滑油以及FE 模拟。
汽车行业在轻量化和降低成本方面面临着巨大的压力。因此，企业、OEM，以及一二级供应商，纷纷投资研发新材料，如Al 合金、AHSS 和硼钢，以减轻重量并提高安全性。而新材料则要求润滑剂、模具材料和涂层以及新设备等各方面取得同步提升。其中最普遍的做法是采用先进高强钢（AHSS）及热压和淬火硼钢。 AHSS 包括抗拉强度高达1200 MPa（175 Ksi）的双相牌号（DP 600~DP 1200），以及诱发塑性（TRIP）、马氏体（MS）和孪晶诱发塑性（TWIP）钢。热压硼钢在淬火后的抗拉强度可达到1500~1600 MPa（215~230 Ksi）。
材料特性
行业中普遍将有限元法（FEM）用于工艺设计， 来预测冲压时发生的金属流动和可能出现的缺陷。所输入数据的准确性会影响FEM 分析结果的精确度， 所以必须进行试验，以确定材料在冲压条件（双轴拉伸）下的应力应变特性。粘性介质压力胀形（VPB）和极限拱顶高（LDH）双轴试验，比常规的拉伸试验具有多项优点。流动应力曲线对于模拟和分析是必不可少的。通常，这些需要通过拉伸试验来确定。然而，在拉伸试验中得到的数据基于相对较小的应变，故必须应用外推法。另一方面，胀形试验则能提供更可靠的应变应力数据，且无需进行外推。
在与本田公司（Honda）进行的一项研究中，采用LDH 和VPB 试验来确定JAC 270E 钢板材料的流动应力。假定材料模型遵循Hollomon 关系式：σ ＝ Kεn，其中σ 为实际应力，ε 为实际应变，K 为强度系数，n 是应变硬化指数。对这两种方法进行的比较表明，实验得到的k 和n 大致相同。
摩擦和润滑
在分析一种润滑剂对某一特定工艺的适用性时，必须考虑许多因素。仅凭摩擦系数的高低来选择冲压部件的润滑剂是远远不够的。还必须考虑工件材质、模具、刀具与工件的界面、变形区、设备、成品件，以及环境（包括处理及冲压前后的加工） 等众多因素。
因此从系统的角度考虑问题十分重要。如果某种润滑剂能带来低摩擦系数，但会导致工件或模具的腐蚀，造成环境恶化， 或是润滑油无法清除干净，那么该润滑剂就不适用于此应用。因此，在实验室试验时，要模拟实际冲压条件和过程，如此一来在为某种特定冲压操作选择润滑剂时，才能充分考虑这些因素。
在净成型制造工程技术研究中心（ERCNSM）评估润滑性及有关磨损、刀具材料和涂层有关的润滑剂的摩擦系数时， 会进行杯突试验和板材拉伸试验。
本田的一项研究中，通过板材拉伸和杯突试验，来分析镀锌DQS - 270D - GA 钢材用润滑剂。采用板材拉伸方法测试了18 种润滑条件，杯突方法只测试了12 种润滑条件（在板材拉伸试验中表现不佳的润滑剂被剔除掉）。杯突试验中， 试件夹持力（BHF）分别设定为20 吨、22 吨和24 吨，BHF 为20 吨时的试验结果如图1 所示。 （图片） （图片） | |
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