奧氏體不銹鋼具有較高的塑性，但是在沖壓成型時極易產生皺紋。因此，根據金屬的流動性，建議在加工成型時更多地采用拉伸，而不是壓縮。當不(bu)銹鋼薄板坯料在拉伸或者深沖時，其邊部應被壓環壓住，如圖4-11所示，以防邊緣起皺。
12Cr17Ni7(301)型不銹鋼是奧氏體型鋼中含鎳、鉻最低的牌號，它在退火狀態仍具有最高的抗拉強度。隨著冷成型量的增加（以冷變形率計量），12Cr17Ni7(301)鋼所具有非常高的加工硬化率會引起抗拉強度和屈服強度的明顯提高。這對于希望在加工成型后能增大強度和剛性的產品，如角鋼和槽鋼等結構件來說是特別重要和十分期待的。另一方面，含鎳量較高的奧氏體鋼，特別是06Cr19Ni10(304不銹鋼)、022Cr19Ni10(304L不銹鋼)和10Cr18Ni12(305)型不銹鋼，它們具有較低的加工硬化速度，非常適合于深沖加工成型。
一般來說，奧氏體型不銹鋼n值較大，在成型加工過程中，由于塑性誘發相變而生成馬氏體。因而其有較大的n值和延伸率，可進行深沖成型加工和凸緣成型。有一部分奧(ao)氏體不銹鋼在深沖成型加工后，經過一段時間會產生與沖壓方向相一致的縱向裂紋，即所謂的“時效裂紋”。采用200系列奧氏體不銹鋼（部分Ni被Mn代替），由于其有較高的成型起始強度，所以成型時需要較高的加工成型力。同時該鋼種與對應的300系列不銹鋼比較，這些材料的“回彈”（spring back)性比較大。
但(dan)是，由于(yu)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)退火后強度和(he)加(jia)工硬化性能，所以和(he)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼相比，需要更大的(de)加(jia)成(cheng)型應(ying)力。而(er)且，由于(yu)加(jia)工硬化的(de)原因，不(bu)(bu)僅(jin)僅(jin)需要較(jiao)高(gao)的(de)形(xing)變應(ying)力，而(er)且需要提高(gao)金屬開始(shi)變形(xing)時的(de)起始(shi)應(ying)力。
由于奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)有很(hen)高的(de)(de)塑性(xing)，所以(yi)這些鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)形變能力比鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)強，在(zai)冷加成(cheng)型工(gong)作中(zhong)允許承(cheng)受(shou)很(hen)大(da)的(de)(de)變形量。在(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)，加工(gong)硬化越快的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種，如12Cr17Ni7(301)或者06Cr19Ni10（304),在(zai)同樣(yang)的(de)(de)作業中(zhong)能承(cheng)受(shou)最大(da)的(de)(de)形變。奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)冷加工(gong)成(cheng)型的(de)(de)成(cheng)型性(xing)能是指沒有預先(xian)退(tui)(tui)火情況下的(de)(de)冷變形。但是，在(zai)連續加工(gong)過(guo)程中(zhong)，也許需要進行(xing)中(zhong)間退(tui)(tui)火，使其恢(hui)復到(dao)原(yuan)有的(de)(de)塑性(xing)。
奧氏體不(bu)銹鋼優良的成型性能，尤其在需持久極大的拉伸變(bian)形的脹形和(he)彎曲作業(ye)中，以及需要(yao)高塑性的劇烈的深(shen)沖作業(ye)中，表(biao)現(xian)尤為(wei)明(ming)顯。
通常(chang)，當(dang)Ni含量較(jiao)低時，如12Cr17Ni7(301)(約6.5%Ni),奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)成(cheng)(cheng)型加(jia)工會變(bian)得非常(chang)困難(nan)。在(zai)穩定化(hua)鋼(gang)種(zhong)的成(cheng)(cheng)型特(te)性(xing)中，穩定化(hua)元素(su)的存在(zai)，如Ti、Nb和(he)Ta以及高含C量，起著不利(li)的作用(yong)。這(zhe)(zhe)是由于(yu)微觀(guan)結構中形成(cheng)(cheng)像(xiang)Ti的碳化(hua)物和(he)氮(dan)化(hua)物的第(di)二相粒子的原因(yin)。所(suo)以在(zai)06Cr18Ni11Ti(321)和(he)06Cr18Ni11Nb（347)鋼(gang)種(zhong)的成(cheng)(cheng)型，沒(mei)有在(zai)06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12（305)鋼(gang)種(zhong)成(cheng)(cheng)型得順利(li)。像(xiang)Y12Cr18Ni9(303)這(zhe)(zhe)種(zhong)易切削加(jia)工鋼(gang)種(zhong)，塑性(xing)性(xing)能(neng)(neng)比較(jiao)差，不能(neng)(neng)用(yong)于(yu)成(cheng)(cheng)型加(jia)工。
圖4-12是在壓力成型時出現的(de)減薄破裂照(zhao)片。
1. 沖壓成(cheng)型
沖(chong)(chong)壓(ya)包括拉(la)伸和(he)沖(chong)(chong)壓(ya)，拉(la)伸會減小(xiao)工件的(de)(de)(de)橫截面，而沖(chong)(chong)壓(ya)卻不(bu)能。換(huan)言之(zhi)，沖(chong)(chong)壓(ya)允(yun)許材料在足夠張(zhang)力變(bian)(bian)形，這張(zhang)力是(shi)由壓(ya)緊壓(ya)環(huan)面產(chan)生的(de)(de)(de)，為的(de)(de)(de)是(shi)防止折皺(zhou)產(chan)生。在沖(chong)(chong)壓(ya)成型的(de)(de)(de)第一階段(duan)，材料經過90°拉(la)彎(wan)，并(bing)會引(yin)起(qi)不(bu)同程度的(de)(de)(de)加工硬化（這要取決于沖(chong)(chong)壓(ya)環(huan)的(de)(de)(de)圓角和(he)鋼(gang)加工硬化的(de)(de)(de)速(su)度。較小(xiao)圓角將(jiang)引(yin)起(qi)較大的(de)(de)(de)加工硬化）。12Cr17Mn6Ni6N(201)和(he)12Cr17Ni7(301)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐急(ji)彎(wan)性能變(bian)(bian)形比(bi)普通鉻鋼(gang)要好，特(te)別是(shi)在帶鋼(gang)彎(wan)曲(qu)后再拉(la)伸時更是(shi)這樣。彎(wan)曲(qu)半徑的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化，通常能夠是(shi)厚度的(de)(de)(de)7倍，因(yin)此斷裂就(jiu)成為一個問(wen)題。
沖壓(ya)成型(xing)所選用的鋼(gang)種決(jue)定了沖壓(ya)成型(xing)的深度和(he)獲得(de)所要(yao)(yao)求形狀的方(fang)法。如果要(yao)(yao)是進行多次成型(xing)，加工(gong)者(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)知道毛(mao)坯(pi)在每一次成型(xing)操作中沖壓(ya)的深度，以及在沖壓(ya)成型(xing)之間是否需(xu)要(yao)(yao)退火。
12Cr17Mn6Ni6N(201)鋼適合于制(zhi)作1~2次沖壓拉(la)伸成(cheng)型的工件(jian)（材(cai)料(liao)變形主要通過拉(la)伸，只發生少量滑移(yi)）。其主要優(you)點是一般情況下(xia)能夠(gou)使用較小的毛坯直徑。為了限制(zhi)材(cai)料(liao)滑移(yi)，通過改變壓緊裝置(zhi)壓力，就能夠(gou)完全(quan)控制(zhi)起(qi)皺觀象(xiang)。
用下面簡(jian)單的(de)公(gong)式就能夠計(ji)算出所選用鋼(gang)種的(de)毛坯的(de)直徑(jing)。
收縮量％＝100(D0-d)/D0
式中 D0--毛坯直徑，mm; d--沖壓件直徑，mm。
如果收縮量(liang)不到25%,工件一(yi)般(ban)選用10Cr17(430)和10Cr17Mo（434)鋼(gang)(gang)。如果壓縮在50%以下，可選用12Cr17Mn6Ni6N(201)和12Cr17N17(301)鋼(gang)(gang)，但對收縮量(liang)較大的工件，則選用06Cr19Ni10（304)或10C-18Ni12(305)鋼(gang)(gang)。
圖(tu)4-11是(shi)典(dian)型的間隙圓(yuan)角(jiao)半徑要求示意圖(tu)。為了計算坯料(liao)尺寸(cun)。
在(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)冷沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)時，為了(le)實現成(cheng)(cheng)型(xing)就必須使用超(chao)過其(qi)屈服強度(du)，但又要低于其(qi)抗拉強度(du)的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)力。這(zhe)就是(shi)說(shuo)，這(zhe)個力的(de)(de)范(fan)圍就處于屈服強度(du)和抗拉強度(du)之(zhi)間的(de)(de)較大范(fan)圍之(zhi)內。屈服強度(du)和抗拉強度(du)之(zhi)間范(fan)圍越大，塑性變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)范(fan)圍也就越大，參見圖4-6。在(zai)退火狀態下，400系列不(bu)(bu)銹鋼(gang)有較低的(de)(de)屈服強度(du)和抗拉強度(du)，這(zhe)樣其(qi)加工范(fan)圍就比較狹窄，而且400系列不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)拉伸變(bian)形(xing)(xing)量(liang)也不(bu)(bu)及200和300系列不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
圖4-13表示冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)成型時，加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化對(dui)10Cr17（430)、12Cr17Mn6Ni6N(201)和(he)12Cr17Ni7(301)鋼的(de)(de)(de)強度和(he)塑性的(de)(de)(de)影響。很明顯12Cr17Mn6Ni6N(201)和(he)12Cr17Ni7(301)鋼有(you)較大(da)的(de)(de)(de)塑性范(fan)圍(wei)。盡管這兩(liang)種鋼的(de)(de)(de)強度增(zeng)加(jia)(jia)要比10Cr17(430)快得多，但它們的(de)(de)(de)韌(ren)性在冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)中仍然可以保持(chi)很高。隨著鋼中Ni含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化率下降；隨著冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)進行，在很大(da)程度上仍能(neng)保持(chi)較高的(de)(de)(de)韌(ren)性。
沖壓成(cheng)型時，不(bu)(bu)銹鋼坯(pi)料被壓環緊緊夾持在(zai)凹模(mo)上的方(fang)法(fa)，可使坯(pi)料形成(cheng)后的工(gong)件(jian)被拉(la)深(shen)而又不(bu)(bu)會流(liu)入凹模(mo)內，這無疑(yi)會使工(gong)件(jian)的壁厚(hou)減薄，由于(yu)加(jia)工(gong)硬化作用(yong)，減薄部分的金(jin)屬強度可以等(deng)于(yu)或超過未(wei)經加(jia)工(gong)較(jiao)厚(hou)的部位。
為(wei)了(le)將坯料形成為(wei)一定的形狀，工(gong)件(jian)某(mou)些部位的厚度勢必會減薄。對于成型(xing)加工(gong)要求(qiu)某(mou)一區域金(jin)屬的塑性流動大于另一區域的工(gong)件(jian)來講，就是應用了(le)這一技(ji)術(shu)，特(te)別是局部成型(xing)。
沖壓成(cheng)型(xing)時(shi)，在成(cheng)型(xing)模頂端部位的(de)成(cheng)型(xing)應力、金屬塑性(xing)的(de)流(liu)動和變(bian)形值(zhi)都(dou)是最(zui)大(da)的(de)。如果坯料在成(cheng)型(xing)時(shi)發生破(po)裂(lie)(lie)，那么其(qi)破(po)裂(lie)(lie)一定發生在成(cheng)型(xing)模頂端部位的(de)區(qu)域(yu)。
大量(liang)的(de)不(bu)銹鋼(gang)薄(bo)板均可(ke)采用沖壓方法進行(xing)成(cheng)型(xing)加工(gong)，但對成(cheng)型(xing)加工(gong)操(cao)作的(de)要求都(dou)非常嚴格(ge)。一種(zhong)材料的(de)拉(la)伸(shen)成(cheng)型(xing)性能，可(ke)在材料生產的(de)實際使用中測得(de)。如果要精確地(di)確定(ding)鋼(gang)種(zhong)的(de)成(cheng)分(fen)與工(gong)藝對沖壓成(cheng)型(xing)性的(de)影響，則有必要取得(de)比“可(ke)－否”試驗更(geng)為精確的(de)結果。
在沖壓(ya)(ya)成型時，除材料因素外還(huan)有許多變(bian)化因素，那些(xie)處于成型性(xing)邊緣(yuan)的(de)鋼(gang)種(zhong)，都會因這些(xie)變(bian)化因素決(jue)定它們(men)能(neng)否順(shun)利成型。這些(xie)變(bian)化的(de)因素有：壓(ya)(ya)環的(de)壓(ya)(ya)力、成型速度(du)、潤滑劑、壓(ya)(ya)模清(qing)潔程度(du)以及模具磨損情況等。對不(bu)銹鋼(gang)沖壓(ya)(ya)成型性(xing)評價的(de)試驗應盡(jin)可能(neng)簡單，而且要求其(qi)再（重(zhong)）現性(xing)要好。
沖壓成型(xing)和拉伸(shen)成型(xing)特點的(de)比較如圖4-14所示。
2. 沖壓成型(xing)實例(li)
［實(shi)例4-1]如圖(tu)4-15所(suo)示，為12Cr17Ni7(301)不銹鋼制成的汽車輪罩示意圖(tu)，其中心部位就是有(you)目的地采用了拉伸法使(shi)其減薄(bo)并產(chan)生加工硬化(hua)作用的實(shi)例。
［實例4-2]使工件承受成型所能(neng)允許的(de)最大壓力(li)，并通過加工硬化提(ti)高其(qi)強(qiang)度(du)的(de)例子，如(ru)圖4-16所示(shi)。
圖4-16是(shi)小型(xing)飛機引擎消音器端(duan)蓋的示意圖。該端(duan)蓋所用(yong)的材(cai)料是(shi)06Cr18Ni11Ti(321),在成(cheng)(cheng)型(xing)過程中，施加接近(jin)成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)極(ji)限(xian)所規定的最大壓力，使其加工硬(ying)化，以提高其剛度并獲得(de)必(bi)要的抗疲勞強(qiang)度。
該端蓋是(shi)在(zai)一臺60t向(xiang)后開(kai)口的(de)(de)傾斜式機械沖(chong)床上經兩(liang)道工序制成的(de)(de)。沖(chong)床的(de)(de)沖(chong)程為(wei)(wei)127mm,該模具(ju)是(shi)淬火硬度為(wei)(wei)洛氏(shi)59~62的(de)(de)工具(ju)鋼沖(chong)模。
第一(yi)道工(gong)序(xu)如圖4-16(b)所(suo)示，為(wei)一(yi)組合型沖(chong)(chong)壓(ya)模。其作(zuo)用是(shi)將(jiang)坯料(liao)先沖(chong)(chong)壓(ya)成型為(wei)帶(dai)(dai)槽的(de)圓盤(pan)形狀(zhuang)，使(shi)其內徑和外(wai)(wai)形符合工(gong)件要(yao)求。工(gong)件的(de)外(wai)(wai)緣是(shi)用彈(dan)性夾(jia)具壓(ya)緊，工(gong)件內表面用一(yi)與(yu)沖(chong)(chong)壓(ya)中(zhong)心(xin)對(dui)中(zhong)的(de)橡膠(jiao)墊支撐。成型是(shi)按照(zhao)設計的(de)順序(xu)進行的(de)，即首先成型帶(dai)(dai)槽的(de)圓盤(pan)形狀(zhuang)，然(ran)后再對(dui)內外(wai)(wai)徑進行加工(gong)，這樣(yang)就(jiu)可以使(shi)所(suo)得的(de)凸(tu)緣尺寸(cun)非常精確(que)。
第二道工(gong)序如(ru)圖(tu)4-16(b)所(suo)示，主(zhu)要是加工(gong)工(gong)件(jian)的內緣（拉伸）和外緣（壓(ya)縮）。在該(gai)操作過程中，消音器端蓋(gai)所(suo)承(cheng)受的壓(ya)力(li)(li)是經彈性(xing)壓(ya)力(li)(li)墊傳(chuan)遞的。
生產這種零件所用的原料是退火后的06Cr18Ni11Ti(321不銹(xiu)鋼)不銹鋼，其厚度為0.813mm,并把它剪成5483.86mm見方的坯料。第一道沖模將坯料加工成型的槽形毛坯，可作為第二道沖模加工成型的定位面。每加工一個工件后沖模應涂油潤滑。
［實例4-3] 不銹鋼(gang)具(ju)有較(jiao)高的延伸(shen)率(lv)，所以在(zai)壓縮時，極易產生(sheng)皺折。這(zhe)樣，如何選擇金屬在(zai)成(cheng)型(xing)時的流動方(fang)向(xiang)，就成(cheng)為保(bao)證(zheng)高質量要求工件成(cheng)型(xing)的關鍵(jian)所在(zai)，理論和實踐告(gao)訴(su)我們，其(qi)成(cheng)型(xing)方(fang)式應選用(yong)拉(la)伸(shen)成(cheng)型(xing)，而不能選用(yong)壓縮成(cheng)型(xing)。
圖4-17所示的就是利用壓板(ban)定位(wei)和(he)模具上刻槽(cao)，這(zhe)兩項措(cuo)施(shi)來控(kong)制金屬(shu)流動的實際例子。
圖4-17所示的工件是用經退火的12Cr18Ni9(302不銹鋼)型不銹鋼錐形坯料，在250t往復式液壓沖壓機上成型的。為了使金屬的拉伸變形大于壓縮變形以避免工件產生皺紋，通常希望坯料的窄端金屬能產生最大的流動。
由于(yu)成型過程(cheng)(cheng)所(suo)形成的(de)角必須(xu)緊(jin)(jin)靠壓板(ban)(ban)，這樣沖模就不能將料固(gu)定成水平(ping)狀。在(zai)成型過程(cheng)(cheng)中毛(mao)坯(pi)的(de)上、下(xia)邊緣均(jun)被壓板(ban)(ban)夾(jia)緊(jin)(jin)夾(jia)緊(jin)(jin)力(li)為36噸。由于(yu)上壓板(ban)(ban)的(de)長度是(shi)下(xia)壓板(ban)(ban)的(de)兩倍，寬(kuan)度為下(xia)壓板(ban)(ban)的(de)2/3,這樣夾(jia)緊(jin)(jin)力(li)是(shi)在(zai)大面積上分(fen)布的(de)。所(suo)以(yi)大部分(fen)金屬將會(hui)從(cong)寬(kuan)端(duan)流(liu)(liu)向窄端(duan)，這樣被加工(gong)金屬就會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)皺紋。如果在(zai)上壓板(ban)(ban)上附加刻槽，為的(de)是(shi)提(ti)高該端(duan)的(de)夾(jia)緊(jin)(jin)力(li)，可(ke)使毛(mao)坯(pi)窄端(duan)的(de)大部分(fen)金屬產(chan)(chan)生(sheng)流(liu)(liu)動(dong)。為了(le)促進毛(mao)坯(pi)窄端(duan)金屬的(de)流(liu)(liu)動(dong)，并(bing)在(zai)坯(pi)料下(xia)部涂以(yi)脂肪(fang)酸非顏料型繪畫混合劑，因(yin)下(xia)沖模半徑比(bi)較小，產(chan)(chan)生(sheng)撕裂(lie)而(er)造成的(de)金屬損耗僅(jin)為3%.
