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永顺翔分享:冷轧板冲压马达外壳断裂缺陷分析

我们前面已做介绍,SD产品由于含铝量较高,镀层与基板之间有一层相对较厚的化合物层,这层化合物层硬而脆,加工变形时容易产生开裂,这与我们的介绍完全一致。但是不是因为这个原因造成冲压件整体开裂呢?从图上可以看出,变形量较大的是凸台的外侧,化合物层开裂的也是外侧,在此造成了镀层点状脱落现象,但开裂的是发生在内侧,所以镀层开裂处不是整体断裂的裂纹源,这种现象不影响受力,只影响耐腐蚀性能。

缺陷部位变形分析

材料本身没有问题,那就要从冲压加工过程进行分析,由于加工的工艺过程和设备模具均不得而知,只能对工件的形状尺寸进行仔细的分析。

将未断裂和开裂的工件分别做1/4的剖开,如下图所示。可见这种冲压件中芯部位的变形过程比较复杂,先由上向下冲压出一个下凸台,然后再由下向上冲压,再下凸台内形成上凸台。可以初步看出,即使没有断裂的冲压件内芯凸台也有减薄的现象,而断裂的冲压件减薄非常明显,在减薄严重处断裂,与冲孔到有几分相似。

缺陷部位形状分析

为了确认冲压件厚度减薄情况,对没有断裂的冲压件剖面形状进行了放大分析

没有断裂的冲压件内凸台内壁很光滑平直,是紧贴内模冲头变形造成的,因此壁厚明显减薄,而且内模冲头顶部的圆角很小,造成冲压件该处也出现明显的减薄。

缺陷部位材料流分析

为了进一步分析减薄的原因,对未断裂和断裂的工件的尺寸进行了对比

断裂的工件向下凸台高度超过未断裂工件约0.77mm,也就是说,没有充分的材料流向大变形的上凸台圆角处,才导致在此减薄而断裂。

分析结论

     1)  SD产品镀层与基板之间的化合物层较厚不是造成该缺陷的根本原因,但SD产品在如此大的变形下会导致镀层开裂和脱落,影响产品的寿命,建议改用含铝量较低的锌铝镁镀层产品;

    2)  SD板材质基本合格,也基本能够满足这样大的变形量,材质问题不是造成缺陷的根本原因;

    3)   产生这种缺陷的根本原因,一是内芯向上的凸台冲头侧向间隙太小,二是该凸台顶部圆角太小,建议进行这方面的改进;

    4)   如果此产品在安装轴承时需要这样的形状,可以改变转角处的形状,采用增加台阶的方法,增加产品结构的冲压工艺性能。


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