叠层复合板的冲压加工性能提升方案

作为冲压加工中用的叠层复合板，主要有叠层不同金属的金属复合板以及两块金属板之间夹持树脂层的树脂夹层板，如图1-4-2所示。

其中，金属复合板（见图1-4-2a）往往具有比单一板更优良的性能。首先，在力学性能方面（如加工硬化指数n值和各向异性系数r值等）已不同于两块原始板^[21，22]。其次，在物理化学性能方面，尤其在耐蚀性、导热性、导磁性等方面，还可作针对性的选择组合。这类叠合复合板已经并正在开发的有不少种。

轻型夹层板（见图1-4-2b）为了轻量化目的，中间树脂夹层比较厚且硬（用尼龙等）。而防振钢板（见图1-4-2c）中间夹层的粘弹性树脂则比较软且薄。

图1-4-2 叠层复合板示例

a）复合板 b）轻型夹层板 c）防振钢板(www.xing528.com)

现今，国外重点开发研制的叠合复合板材是轻型夹层板和防振钢板。它们均是在两层薄钢板之间夹持树脂夹层，形成所谓“三明治”型复合板材。这种叠合复合板材具有被复合之单体材料所不具有的优点。但是，其冲压成形性能比单体材料较差的也不少，在单体材料成形过程中所预想不到的成形缺陷问题也时有发生。因此，世界各国都在对此进行研究。

比如，有研究表明：防振型复合钢板的n值、r值及均匀伸长率等均与塑料夹层的性质关系不大，大体上和表层钢板的n值、r值及均匀伸长率相同。但极限拉深比随夹层厚度的增加而减小，耐起皱能力随厚度的增加而下降，而胀形高度和扩孔率λ基本上不受塑料夹层性能影响，主要取决于表层钢板的冲压性能。对轻型夹层板的成形缺陷问题，如比较严重的弯曲开裂规律与对策、弹复现象更为严重的原因及防止措施等，已有不少研究报告^{[17、23、24]}。

20世纪末，复合板在冲压成形性能方面的优越性及特点，已经从有关理论分析计算和实验测试中得到了很多证明和解释^[24]。例如，用3种不同的金属板，分别为SuS430、铝及SuS304构成了层板的复合板，试验测试了各种板及其复合板的成形极限曲线，还进行了数值解析，计算出了其成形极限曲线的预测值，并将结果进行了比较，如图1-4-3所示。从其结果可以看出：冲压成形性较差的材料（比如SuS430）如果与成形性能良好的材料（铝、SuS304）叠层复合，其成形性能会有显著的提高。

图1-4-33 层金属复合板及单一板的成形极限图