I materiali per stampaggio sono un fattore importante che influisce sulla qualità delle parti e sulla durata dello stampo. Allo stato attuale, i materiali che possono essere stampati non sono soloacciaio a basso tenore di carbonio, ma anche acciaio inossidabile, alluminio e leghe di alluminio, rame e leghe di rame, ecc. In generale, materiali con contenuto di carbonio<0.25% and tensile strength less than 650N/mm² are the main materials. For example cold rolled steel SPCC (JIS) or 1010 (SAE).
Requisiti prestazionali di stampaggio per materiali metallici:
1. Ha buone proprietà meccaniche e grande capacità di deformazione.
Le proprietà meccaniche dei materiali metallici si riferiscono alla resistenza alla trazione, al carico di snervamento, all'allungamento, alla durezza e al rapporto di deformazione plastica.
2﹑Avere una struttura metallografica ideale
La struttura metallografica è la qualità microscopica caratteristica dei materiali. Il suo segno principale è: il grado di sferoidizzazione della cementite o del carburo.
Parametri caratteristici del materiale per la timbratura:
①﹑Resistenza allo snervamento, resistenza alla trazione e rapporto di snervamento
La resistenza alla trazione è l'elemento base per il calcolo della forza di stampaggio. La cosiddetta resistenza alla trazione è il valore del carico massimo durante la prova di trazione effettiva diviso per l'area della sezione trasversale all'inizio del provino. Proprio adesso:
Quando il carico di snervamento e la resistenza alla trazione sono elevati, la forza di formatura dello stampaggio è elevata, la difficoltà di formatura aumenta e anche la durata dello stampo si riduce. Se il carico di snervamento è elevato, quando le parti stampate vengono staccate dallo stampo e scaricate dopo lo stampaggio, anche la deformazione elastica di recupero sarà elevata, influenzando l'accuratezza dimensionale delle parti stampate.
Nei calcoli generali, lo sforzo di taglio dei materiali per lo stampaggio
resistenza alla trazione
Nota: 1 Pa=1 N/m2=1x10-6 N/mm2=1.01972x10-7 Kg/mm2
②﹑Allungamento
Nella prova di trazione del materiale, dopo che il campione si è rotto, a causa della deformazione plastica mantenuta, la lunghezza del campione cambia dall'originale L a L1. Il rapporto espresso in percentuale si chiama allungamento. L'allungamento uniforme U è l'allungamento quando si verifica una strizione locale durante il processo di stiramento uniassiale, cioè quando il processo di stiramento diventa instabile. Se l'allungamento della piastra è elevato, è vantaggioso per tutta la formazione di stampaggio di allungamento. Quando l'allungamento è grande, sono grandi anche i limiti di formazione del rigonfiamento e della flangiatura. Pertanto, la maggior parte degli acciai per stampaggio di alta qualità presentano un allungamento uniforme e elevato.
③﹑Valore di incrudimento (n)
La formatura per imbutitura delle piastre in acciaio inossidabile richiede diversi processi per ottenere la forma del prodotto. Durante il processo di trafilatura, il materiale si indurisce, fenomeno generalmente chiamato incrudimento. Il motivo per cui si genera l'incrudimento è che dopo che il materiale ha subito una deformazione plastica, l'applicazione di una forza di carico nella stessa direzione ne aumenterà il punto di snervamento, aumentando così la resistenza alla deformazione necessaria per resistere al ripetersi della deformazione plastica. Il punto di snervamento è il punto iniziale in cui si verifica la deformazione permanente oltre la zona di deformazione elastica. Dalla prova di trazione si sa che è il punto in cui il comportamento di allungamento continua senza aumentare il carico.
Cosa significa il coefficiente di incrudimento?
I materiali con valori n elevati si comporteranno come segue:
(1) Continuare la lavorazione causerà l'indurimento del materiale e la riduzione dell'allungamento, rendendo difficile la lavorazione.
(2) Continuando l'elaborazione si eliminerà la deformazione locale e si otterrà una deformazione coerente.
I materiali con valori n bassi si comporteranno come segue:
Continuare la lavorazione causerà deformazioni locali e le parti deboli potrebbero addirittura rompersi.
Pertanto, la formazione di allungamento richiede che il foglio abbia un valore n maggiore.
④﹑Rapporto di deformazione plastica (r)
È un parametro che rappresenta le proprietà anisotrope del foglio. Poiché la piastra subisce processi come laminazione e ricottura durante il processo di produzione, la piastra forma una trama in cui gli orientamenti di cristallizzazione tendono ad essere coerenti, che è macroscopicamente anisotropa, ovvero le prestazioni della piastra presentano alcune differenze in diverse direzioni. differenza. Nella produzione, il valore r viene utilizzato per rappresentare l'anisotropia della piastra. Il suo valore è pari al rapporto tra la deformazione della larghezza b espressa dalla deformazione logaritmica e la deformazione della direzione dello spessore, ovvero: il valore r influenza principalmente le prestazioni di trafilatura. Il valore r della piastra è elevato e anche le prestazioni di imbutitura profonda sono buone.
⑤﹑Durezza
In generale, minore è la durezza, migliore è la plasticità. Tuttavia, la durezza del materiale è relativamente elevata e se il tasso di sferoidizzazione del carburo è superiore al 90%, è possibile ottenere una buona superficie di tranciatura. Al contrario, se la durezza del materiale è bassa ma la sferoidizzazione è insufficiente, si lacererà anche la superficie di tranciatura. Pertanto la durezza è un indicatore macroscopico per giudicare se è idoneo alla tranciatura, mentre la struttura del metallo (uniformità e grado di sferoidizzazione dei carburi) è un indicatore microscopico per giudicare se è idoneo alla tranciatura.
⑥﹑Sferoidizzazione
La struttura dell'acciaio a basso tenore di carbonio è composta da ferrite morbida come matrice e una piccola quantità di perlite. La perlite è una miscela fine di ferrite e cementite, di cui il contenuto di cementite rappresenta il 12%. La ferrite ha una buona plasticità, mentre la cementite è dura e fragile. Dal punto di vista dei materiali con lo stesso contenuto di carbonio, la plasticità può essere aumentata attraverso la sferoidizzazione dei carburi e la qualità della superficie di tranciatura può essere migliorata.
Nota: cos'è la ricottura sferoidizzante?
Lo scopo è sferoidizzare la cementite lamellare nella cementite secondaria reticolare e la perlite in cementite granulare, ridurre la durezza del materiale, migliorare la lavorabilità del taglio e preparare la tempra. Poiché la perlite stessa è dura e, a causa della presenza di cementite secondaria reticolare, la durezza e la fragilità dell'acciaio aumentano. Ciò non solo comporta difficoltà nella lavorazione di taglio, ma provoca anche deformazioni e fessurazioni durante la tempra.
⑦﹑Ripartizione dell'invecchiamento
Quando si trafilano e si formano alcune piastre (come piastre di acciaio inossidabile e piastre di ottone, ecc.), a causa della tensione residua formata durante la trafilatura, si verificheranno crepe longitudinali sulla parete laterale della parte cilindrica dopo la trafilatura. Questo fenomeno di fessurazione può verificarsi immediatamente dopo la sformatura, oppure può verificarsi dopo essere stato posizionato per un periodo di tempo, o durante l'utilizzo di parti stampate, per questo si chiama fessurazione da invecchiamento.
⑧﹑Test di estensione profonda del cilindro (valore LDR)
Il metodo di prova di estensibilità profonda del cilindro è uno dei metodi più basilari per valutare la prova di estensibilità profonda delle lamiere. Lo scopo di questo test è trovare il rapporto limite di disegno (LDR) del materiale metallico. Maggiore è il valore LDR, migliore è l'imbutibilità del materiale. LDR=D/dp, dove: D rappresenta il diametro del pezzo grezzo e dp rappresenta il diametro del punzone (prodotto esteso). Il valore LDR ha una relazione positiva con il valore del rapporto di deformazione plastica r, ovvero i materiali con un valore r maggiore hanno anche una migliore estensibilità profonda.
⑨﹑Test della parabola conica (valore CCV)
Il metodo di prova del piatto conico è uno dei metodi più basilari per valutare il metodo di prova di formabilità delle lamiere (spessore 0,5 ~ 1,6 mm). Il valore CCV può essere utilizzato come test di valutazione per la formabilità del composito mediante imbutitura profonda e allungamento ed è strettamente correlato al sistema di valori di incrudimento e al rapporto di deformazione plastica.