电沉积镍涂层的冲压成形极限右边分析与预测

周里群 李玉平 龙文宝

1.湖南工程学院，湘潭，411105 2.湘潭大学，湘潭，411105

0 引言

电沉积镍涂层具有良好的耐磨性、装饰性和防腐性，在工程上得到了广泛应用［1－2］，但电沉积镍涂层用于零部件的冲压成形还是一个值得研究与探讨的课题［3］。现代电池钢壳的生产工艺是：先将镍涂层沉积于低碳钢薄板上，然后对涂层薄板冲压成形，故涂层薄板的冲压成形性能非常关键［4］。涂层薄板在冲压成形过程中，涂层一般与模具直接接触，而涂层的力学性能与塑性又低于低碳钢基体，因此涂层薄板的成形性能在很大程度上取决于涂层。因此需要对涂层的制备及涂层的冲压成形性能开展研究。

1 涂层薄板的等效应力与等效应变增量

笔者运用Hill的正交各向异性塑性理论推导了涂层薄板在冲压过程中的等效应力和等效应变增量。涂层薄板第i层的等效应力与1轴主应力的关系为［3］

式中，R（i）为第i层材料的厚向异性指数；α（i）为第i层的应力比。

式（1）表明，涂层薄板在变形过程中各层的等效应力不同。

式中，β为单层的应变比。

式（2）表明，涂层薄板在变形过程中，各层的等效应变不同。

假定涂层薄板接合面的主应变相等，因此对涂层薄板的第i层有

由式（3）、式（4）可得单层的应变比β：

计算成形极限时，给定β的变化值，则第i层的应力比为

其中，R（i）由实验测定。由式（6）可知，涂层薄板各层的厚向异向指数不同，涂层薄板在变形过程中各层的应力比不同。

2 涂层薄板的应力应变数据拟合

在实验室制备了镍涂层钢带，涂层分布在基体两侧，厚度可控。……