Выбор материалов для штамповки должен основываться на показателях производительности процесса, чтобы обеспечить высокую стабильность, низкий процент дефектов и хорошую адаптируемость матрицы при формовке. Наиболее важными показателями являются коэффициент текучести, удлинение, индекс упрочнения, коэффициент ориентации толщины и качество поверхности, которые напрямую определяют, подходит ли материал для конкретного процесса штамповки. Ниже приводится метод систематического выбора материалов, основанный на этих показателях производительности:
Соответствие между основными показателями эффективности и выбором материалов
Чем ниже коэффициент текучести (σs/σb), тем лучше. Низкий коэффициент текучести указывает на низкий предел текучести, высокую прочность на разрыв, большой диапазон пластических деформаций и меньшую склонность к растрескиванию.
Рекомендуемые материалы: низко-углеродистая сталь (например, SPCC, коэффициент текучести примерно 0,6), отожженные алюминиевые сплавы (например, 5052-O).
Избегайте использования: высокопрочная сталь-(например, 22MnB5) имеет высокий предел текучести в холодном состоянии, что делает ее склонной к растрескиванию и требует горячей формовки.
Чем выше удлинение (δ), тем выше способность к формованию. Равномерное удлинение отражает способность материала противостоять локальному сужению во время растяжения, что напрямую влияет на предел деформаций удлинения (например, при глубокой вытяжке).
Предпочтительные материалы: удлинение > 30 %, например мягкая медь (C1020P, δ≈45%) и аустенитная нержавеющая сталь (SUS304, δ≈40%).
Примечание. Хрупкие материалы (например, высоко-углеродистая сталь) имеют низкое удлинение и подходят только для простой штамповки.
Чем выше индекс упрочнения (значение n), тем лучше он подходит для сложной формовки. Высокое значение n означает, что материал быстро затвердевает во время холодной деформации, что может препятствовать локальному утонению и сделать деформацию более однородной.
Применимые сценарии: глубокая вытяжка, многопроходная формовка.
Рекомендуемый материал: аустенитная нержавеющая сталь (n≈0,5), превосходящая обычную низко-углеродистую сталь (n≈0,2). Более высокий коэффициент ориентации толщины пластины (значение r) более способствует глубокой вытяжке.
Более высокое значение r указывает на то, что материал легко деформируется в плоском направлении и с трудом утончается в направлении толщины, что снижает риск поломки.
Типичное применение: Глубокая вытяжка панелей кузова автомобиля.
Рекомендуемые материалы: холоднокатаная-низко-углеродистая сталь (r > 1,5), сталь IF (промежуточная сталь).
Чем меньше коэффициент плоской ориентации пластины (Δr), тем лучше.
Меньшее Δr указывает на слабую анизотропию, что приводит к равномерному деформированию материала в разных направлениях и позволяет избежать раскалывания (неровных краев глубоко-вытянутых деталей).
Предпочтительно: полностью отожженный холоднокатаный-лист, Δr < 0,1.
Высокие требования к качеству поверхности: гладкая и-без дефектов. Поверхность не должна иметь трещин, пятен ржавчины, царапин и оксидной окалины; в противном случае произойдет концентрация напряжений, что приведет к растрескиванию и повреждению формы.
Рекомендация: холоднокатаный-лист превосходит горячекатаный-лист благодаря более гладкой поверхности и более плотной структуре.
Допуски по толщине должны быть точными и равномерными. Большие отклонения толщины повлияют на соответствие зазора формы, что приведет к появлению заусенцев, заусенцев или повреждений формы.
