Werkstoffe für die Metallstanzung: Wie wählt man den richtigen aus?

Stanzmaterialien aus Metall

Metall-Stanzen Wir können eine breite Palette von Blechteilen mit hervorragender Wiederholgenauigkeit herstellen. Je nach Anwendungsanforderungen können Sie Bleche aus weichem Aluminium bis hin zu robustem Titan verwenden. Die Wahl des richtigen Materials für Ihr Projekt erfordert jedoch Kenntnisse über kompatible Werkstoffe, deren Eigenschaften, Kosten und Anwendungspräferenzen.

In diesem Artikel werden acht Metallstanzwerkstoffe, Faktoren, die bei der Materialauswahl zu berücksichtigen sind, Beschichtungs- und Plattierungsoptionen für Stanzteile sowie Arten von Präzisionsstanzstählen behandelt.

Warum die Wahl des richtigen Materials beim Stanzen so wichtig ist? 

Die Wahl des richtigen Stanzmaterials ist nicht nur für die Erfüllung der Anforderungen der Endanwendung wichtig, sondern auch für die Steuerung der Stanzvorgänge. Variablen wie Blechdicke, Biegespannung und Stanzkraft werden vom Materialtyp beeinflusst.

Folglich beeinflusst die Materialwahl auch die Gestaltungsflexibilität, die Oberflächenbeschaffenheit, die Prozesseffizienz und die Produktionskosten. Aus diesen Gründen ist die Auswahl eines geeigneten Materials für das Blechstanzen unerlässlich. 

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welches Metall für Ihre Teile am besten geeignet ist, Kontakt aufnehmen und lassen Sie sich von Experten beraten, um die richtige Entscheidung zu treffen. 

Welche Stanzmaterialien werden üblicherweise verwendet? 

Metallstanzmaterialien

Man kann Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze, Edelstahl, Titan, kohlenstoffarmen Stahl und deren verschiedene Legierungen verwenden, um herzustellen kundenspezifische Metallprägung Teile. Jedes dieser Materialien hat einzigartige Vorteile und Formbarkeit. 

Schauen wir uns sie genauer an.

Aluminium

Aluminium-Stanzblech

Aluminium ist ein Nichteisenmetall, das sich durch sein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis auszeichnet. Dieses weiß-silberne Material bietet gute Umformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Tiefziehfähigkeit. Aluminiumprägung Es sind keine komplizierten Einstellungen und Überlegungen erforderlich; tatsächlich kann ein einfacher Folgeverbund-Stanzpressmechanismus komplexe Teile aus Aluminiumblechen herstellen. 

Die Legierungen der Serie 1100, 3003, 5052, 5005, 6063, 5083 und 6061 Güteklassen sind besonders beliebt bei Stanzanwendungen. 

Reinaluminium (1100) ist für seine Duktilität bekannt und wird für Tiefziehteile verwendet. 5052 bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Stanzeigenschaften. 6061 ist wärmebehandelbar und eignet sich besser für das Stanzen von Strukturbauteilen.  

Kupfer

Kupferprägung 

Kupfer ist ein duktiles, leitfähiges, korrosionsbeständiges und antibakterielles Metall mit einer leicht rötlichen Farbe. Bei Kontakt mit der Umwelt bildet es einen Schutzfilm auf seiner Oberfläche, der das darunterliegende Material schützt. 

Kupfer wird häufig mit Zink, Nickel oder anderen Legierungselementen gemischt, um die Festigkeit und andere Eigenschaften zu verbessern. Zum Beispiel: Berylliumkupfer (C17200) und Phosphorbronze (C51900)Reines Kupfer eignet sich jedoch auch für Stanzprojekte, wie zum Beispiel C101 und C110.  

Durch Kupferstanzen lassen sich elektrische Stromschienen, verlustarme Leiter und verschiedene Bauteile für Industrieanlagen herstellen. 

Edelstahl

Edelstahlumformung

Edelstahl ist die beliebteste Stahlsorte und besteht aus mehr als 10.5 % Chrom, 8-10 % Nickel und 0.02 bis 1.2 % anderer Legierungsmetalle in geringen Mengen, wie beispielsweise Molybdän und Mangan.

Für Stanzarbeiten werden verschiedene Edelstahlsorten verwendet, da sie eine hohe mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, eine ansprechende Oberfläche und magnetische Eigenschaften aufweisen. Zu den gängigen Stanzsorten gehören: 301, 302, 305, 316, 321, 410, 420, 440A, A286 17-4 PH, 17-7 PH und AM350. 

Die Stähle der 300er-Serie sind austenitische Stähle mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Duktilität, weisen jedoch eine relativ hohe Kaltverfestigungsrate auf. Die Stähle der 400er-Serie sind daher ferritisch und bieten dennoch eine gute Umformbarkeit für Stanzvorgänge.

Einige bemerkenswerte Edelstahlprägung Anwendungsgebiete sind Kfz-Halterungen, Küchenspülen, Elektronikabschirmungen, Komponenten für die Lebensmittelverarbeitung und Schalttafeln für Haushaltsgeräte. 

Kohlenstoffarmen Stahl

Stanzen von kohlenstoffarmem Stahl 

Die kohlenstoffarmen Stahllegierungen enthalten 0.05 bis 0.3 % Kohlenstoff sowie Mangan, Phosphor und Siliziumdioxid. Dieser geringe Kohlenstoffgehalt trägt zur Verbesserung der Festigkeit bei und sorgt gleichzeitig für eine gute Umformbarkeit.

Niedriggekohlte Stähle bieten gute Schweißbarkeit, Verformbarkeit, Zugfestigkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Obwohl sie korrosions- und verschleißanfällig sind, lässt sich die Oberfläche durch Aufkohlen oder andere Verfahren härten. Gängige Stahlsorten für Stanzteile sind beispielsweise 1018, 1008 und 1010.

Messing

Messingprägung

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink und bekannt für seine Leitfähigkeit, Festigkeit, sein ansprechendes Aussehen, seine Korrosionsbeständigkeit und seine antibakteriellen Eigenschaften. Es vereint die Eigenschaften von Kupfer und Zink sowie weiterer Elemente, die in geringen Anteilen beigemischt sind. 

Die Duktilität von Messing ermöglicht es, es durch Stanzen in komplexe Biegungen, Krümmungen und enge Radien zu formen. Dabei kann man eine geeignete Messingsorte wählen, wie zum Beispiel C26000, C26800, C27200, C27000 und C36000.

Darüber hinaus wird Messingprägung für medizinische Artikel, elektrische Bauteile, Architekturelemente und Beschläge verwendet. 

Bronze

Bronzeprägung

Bronze besteht aus Zinn, Zink, Aluminium und Phosphor, wobei Kupfer das Hauptlegierungselement ist. Sie ist in verschiedenen Qualitäten erhältlich und bietet im Vergleich zu reinem Kupfer eine höhere Steifigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und vielseitigere Stanzmöglichkeiten.

Obwohl mehrere Bronzesorten mit dem Metallstanzen kompatibel sind. Phosphorbronze Bronze ist aufgrund seiner hohen Dauerfestigkeit, guten Umformbarkeit und vielseitigen Eigenschaften besonders beliebt. Typische Anwendungsbereiche für Bronzestanzteile sind Zierteile, Buchsengehäuse, Unterlegscheiben und Distanzstücke sowie elektrische Steckverbinder. 

Titan

Titanprägung

Durch Titanstanzen lassen sich robuste und leichte Teile für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schiffs- und weitere Branchen herstellen. Die Legierungen aus Titan zeichnen sich durch vielseitige Eigenschaften aus und bieten hohe Korrosionsbeständigkeit, Steifigkeit und Einsatzfähigkeit bei hohen Temperaturen. Gängige Titanstanzlegierungen sind: Klasse 1, Klasse 2, Klasse 4, Klasse 9 und Klasse 5 (6AL4V).  

Obwohl Titan eine vergleichsweise geringere Umformbarkeit aufweist, kann es mit Werkzeugstahl- oder Hartmetallwerkzeugen und hohem Pressdruck in komplexe Formen gestanzt werden. 

Inconel 

Inconel-Stanzung

Inconel besteht hauptsächlich aus Nickel und Chrom sowie geringen Mengen an Molybdän, Aluminium und Titan. Es wird auch als Superlegierung bezeichnet, da es hohen Druck- und Temperaturbedingungen standhält. 

Das Stanzen von Inconel erfordert spezielle Werkzeuge und hohe Umformkräfte. Hersteller setzen zudem Warmumformung ein, um die Zähigkeit des Materials auszugleichen. 

Einige bemerkenswerte Beispiele für Stanzteile aus Inconel sind Flugzeughalterungen, Hitzeschilde, Abgasanlagen, Komponenten für Kraftwerke und Hochleistungsfahrzeugteile.

Arten von Präzisionsstanzstählen: Warmgewalzt vs. Kaltgewalzt vs. Galvalume 

Warmgewalzter vs. kaltgewalzter Stahl

Präzisionsstanzen bezieht sich typischerweise auf Teile mit Toleranzen von weniger als 0.13 mm. Für Präzisionsstahlteile können warmgewalzter, kaltgewalzter oder verzinkter Stahl verwendet werden. 

Warmgewalzter Stahl wird unter starker Hitze walzgepresst und anschließend schnell abgekühlt, während kaltgewalzter Stahl bei Raumtemperatur extremem Druck ausgesetzt wird. Galvalume-Stähle sind kohlenstoffarme Stähle, die in einer Zink-Aluminium-Lösung feuerverzinkt werden. 

Werfen wir einen Blick auf die Vergleichstabelle dieser drei Präzisionsmetallstanzmaterialien: 

Der obige Vergleich zeigt, dass warm- und kaltgewalzte Stähle für Präzisionsstanzteile besser geeignet sind als Galvalume-Stähle.

Faktoren, die bei der Auswahl des richtigen Stanzmaterials zu berücksichtigen sind 

Die Wahl des besten Metalls oder der besten Legierung für Ihre Stanzteile hängt von der Endanwendung, der Umformbarkeit, der Festigkeit, den Kosten und den Prozessvariablen ab. Die Berücksichtigung dieser Faktoren bei der Materialauswahl hilft, das beste Material zu einem wettbewerbsfähigen Preis zu finden. 

Werfen wir einen kurzen Blick auf die gemeinsamen Faktoren, die zu berücksichtigen sind:

• Endverbraucheranforderungen: Definieren Sie die für die Anwendung erforderlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften unter Berücksichtigung der Komplexität der Teile und ihrer Betriebsumgebung. 

• Formbarkeit: Metalle mit geringer Umformbarkeit sind aufgrund des erforderlichen hohen Pressdrucks schwierig zu komplexen Bauteilen zu verarbeiten. Zudem neigen sie eher zu Rissen. 

• Zugfestigkeit:  Eine hohe Zugfestigkeit bedeutet, dass das Material höheren Biegekräften standhält und engere Biegungen ermöglicht. Berücksichtigen Sie diese Festigkeit daher, wenn Ihre Bauteile kleine Biegungen aufweisen. 

• • Kaltverfestigung: Eine hohe Kaltverfestigungsrate macht das Material spröde und erschwert Umformprozesse. Außerdem kann sie zu Rissen an der Biegelinie führen. Daher ist zu prüfen, ob die Kaltverfestigungsrate des Materials innerhalb des zulässigen Bereichs liegt. 

• Kosten für Metallstanzen: Die Kosten umfassen sowohl das Material als auch die Stanzkosten. Prüfen Sie, welches Rohmaterial am Markt günstiger ist und gleichzeitig eine gute Umformbarkeit bietet, ohne dabei die für Funktionalität und Leistung erforderlichen Eigenschaften zu beeinträchtigen. 

Häufige Probleme bei falscher Materialauswahl

Die Wahl des ungeeigneten Materials beeinträchtigt unmittelbar die Funktionalität und Leistungsfähigkeit der Stanzteile. Folglich wirkt sie sich auch auf die Stanzvorgänge aus und erhöht das Risiko von Materialrissen. 

Betrachten wir nun die häufigsten Probleme, die im Zusammenhang mit dem Abschnitt „Falsches Material“ auftreten.

• Korrosion: Wenn Sie Stanzteile für feuchte, chloridhaltige oder ähnliche Umgebungen herstellen, kann eine ungeeignete Materialauswahl zu schneller Korrosion und Verschleiß führen.
• Ermüdungsversagen: Wählt man ein Material mit geringer Dauerfestigkeit, können die Teile unter hoher Belastung brechen. 
• Materialbruch: Bei schlecht formbarem Material kann es beim Stanzen zu Rissen oder Brüchen im Blech kommen. 
• Übermäßige Abnutzung: Materialien mit geringer Härte oder schlechten tribologischen Eigenschaften verschleißen schnell an Gegenflächen, was zu größerem Spiel, Vibrationen und kostspieliger Wartung der Stanzwerkzeuge führt.

Welche verschiedenen Präzisionsumformverfahren gibt es beim Metallstanzen? 

Stanzarbeiten

Stanzen ist bekannt für die schnelle und präzise Herstellung komplexer Blechteile. Es zeichnet sich daher durch die Möglichkeit mehrerer Umformvorgänge aus. Folglich werden Werkzeuge und Pressen beim Stanzen entsprechend der Anzahl der erforderlichen Umformvorgänge zur Erreichung der gewünschten Geometrie angeordnet. 

Hier ist die Liste der gängigen Präzisionsumformvorgänge beim Metallstanzen:

• Beugung
• Locher
• Tiefziehen 
• Einkerben
• Prägen
• Säumen
• Kantenbeschnitt
• Eisschießen
• Einschnüren
• Extrusion

Sind Sie weiter an Metallumformungsverfahren interessiert? Lesen Sie den Artikel „ Stanzen vs. Prägen" Hier. 

Beschichtung und Plattierung von Metallstanzteilen 

Wie bei jedem anderen industriell gefertigten Produkt können Metallbeschichtungen, Galvanisierungen, Wärmebehandlungen und andere Oberflächenveredelungsverfahren angewendet werden. Die Nachbearbeitung und Veredelung dienen nicht nur der ästhetischen Gestaltung, sondern tragen auch zur Verbesserung der ursprünglichen Eigenschaften bei.

Beachten Sie, dass das Beschichtungsmaterial mit der Oberfläche des Substrats kompatibel sein muss. Beispielsweise eignet sich eine Verzinkung für Stanzteile aus kohlenstoffarmem Stahl, während eine Verchromung eine schützende und optisch ansprechende Oberfläche für Stahlstanzteile bietet.

Darüber hinaus können Sie wählen Nickel, Zink, Chrom, Palladium, Silberoder andere Metalle zum Beschichten, Pulver auf Epoxidbasis eignen sich am besten für Wärmebeschichtungen. 

Benötigen Sie einen Fertigungspartner für Metallstanzteile? 

Wenn Sie ein Outsourcing-Projekt planen StempelserviceBei der Auswahl eines Herstellers sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Beginnen Sie mit der Vorauswahl zuverlässiger Stanzdienstleister, die Erfahrung mit den Materialien, Toleranzen und Produktionsmengen haben, die Ihr Projekt erfordert.

Analysieren Sie anschließend deren Produktionskapazitäten, Präzision, Lieferzeiten, Kommunikationsflexibilität, verfügbare Materialien und Erfahrung mit vergleichbaren Projekten. Sobald Sie einige Unternehmen identifiziert haben, die Ihre Anforderungen erfüllen können, vergleichen Sie deren Preisstrukturen.

Falls Sie unsere Preisstruktur für Stanzdienstleistungen benötigen, laden Sie bitte die Konstruktionszeichnung mit detaillierten Spezifikationen hoch und Anfrage. 

Warum Boda? 

✔ Eine vielfältige Auswahl an Präzisions-Metallstanzmaterialien 

✔ Moderne CNC-Systeme mit Folgeverbundwerkzeugen und Transferstanzformen. 

✔ Enge Toleranzen bis hinunter zu ±0.05 mm, abhängig von Dicke und Komplexität.

✔ Ein Expertenteam aus Ingenieuren und Bedienern für die Prozessabwicklung

✔ Hervorragende Wiederholbarkeit 

✔ Strenge Qualitätskontrollmaßnahmen

Fazit

Für das Stanzen von Blechen steht eine breite Palette an Metallen und Legierungen zur Verfügung, von duktilem Aluminium und Kupfer bis hin zu zähem Titan und Inconel. Mit zunehmender Materialzähigkeit wird das Stanzen anspruchsvoller. 

Die Wahl hängt von den für die jeweilige Anwendung erforderlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften, der Umformbarkeit und den Kosten ab. Sie müssen Ihre Endanwendungsanforderungen definieren und analysieren, welches Material das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. 

Letztendlich ist es entscheidend, einen erfahrenen und zuverlässigen Hersteller wie beispielsweise zu wählen. Boda, das mit fortschrittlichen CNC-Stanzsystemen ausgestattet ist und eine große Materialauswahl bietet. 

FAQ 

Welches ist das beste Material zum Metallstanzen?

Es gibt kein allgemein bestes Material zum Stanzen; welches Material am besten geeignet ist, hängt vom Verwendungszweck der Stanzteile ab. Kohlenstoffarme Legierungen eignen sich am besten für allgemeine Stanzarbeiten, Aluminiumlegierungen sind ideal für Leichtbauanwendungen und Kupfer/Messing sind am besten für elektrische Bauteile geeignet. 

Welches Metall lässt sich am einfachsten prägen?

Aluminium ist aufgrund seiner hervorragenden Umformbarkeit und minimalen Kaltverfestigung das am einfachsten zu stanzende Metall. Man kann problemlos mehrere Umformvorgänge an einem Aluminiumblech durchführen, ohne dass es zu Beschädigungen kommt. Metallstanzfehler.