Материалы для штамповки металла: как выбрать правильный?

Материалы для штамповки металлов

Штамповка металла Компания может изготавливать широкий спектр деталей из листового металла с превосходной повторяемостью. В зависимости от требований к применению можно использовать листы от мягкого алюминия до прочного титана. Однако выбор подходящего материала для вашего проекта требует понимания совместимых материалов, их свойств, стоимости и предпочтений в применении.

В этой статье будут рассмотрены восемь материалов для штамповки металлов, факторы, которые следует учитывать при выборе материала, варианты покрытий и гальванопокрытий для штампованных деталей, а также типы прецизионных штамповочных сталей.

 

Почему выбор правильного материала имеет значение при штамповке? 

Выбор правильного штамповочного материала важен не только для удовлетворения требований конечного применения, но и для контроля процесса штамповки. Тип материала влияет на такие параметры, как толщина листа, изгибающее напряжение и усилие штамповки.

Следовательно, выбор материала также влияет на гибкость конструкции, качество поверхности, эффективность процесса и стоимость производства. По этим причинам выбор подходящего материала для штамповки листового металла крайне важен. 

Если вы не уверены, какой металл идеально подойдет для ваших деталей, Свяжитесь с нами и получите экспертную консультацию для принятия правильного решения. 

 

Какие материалы чаще всего используются для штамповки? 

Металлические штамповочные материалы

Для производства можно использовать алюминий, медь, латунь, бронзу, нержавеющую сталь, титан, низкоуглеродистую сталь и их различные сплавы. индивидуальная штамповка металла детали. Каждый из этих материалов обладает уникальными преимуществами и пластичностью. 

Давайте рассмотрим их более подробно.

алюминий

Алюминиевый штампованный лист

Алюминий — цветной металл, характеризующийся высоким соотношением прочности к весу. Этот бело-серебристый материал обладает хорошей формуемостью, коррозионной стойкостью и отличной способностью к глубокой вытяжке. штамповка алюминия не требует сложных настроек и учета; на самом деле, простой прогрессивный механизм штамповки-прессования может производить сложные детали из алюминиевых листов. 

Сплавы серии 1100, 3003, 5052, 5005, 6063, 5083 и 6061 марки наиболее популярны в штамповочных применениях. 

Чистый алюминий (1100) известен своей пластичностью и используется для деталей, изготовленных методом глубокой вытяжки. Сплав 5052 обеспечивает баланс прочности и характеристик штамповки. Сплав 6061 термообрабатываем и больше подходит для штамповки конструкционных деталей.  

Медь

Штамповка меди 

Медь — пластичный, проводящий, коррозионно-стойкий и антибактериальный металл со слегка красноватым оттенком. Под воздействием окружающей среды медь образует на своей поверхности защитную пленку, предохраняющую основной материал. 

Часто медь смешивают с цинком, никелем или другими легирующими элементами для повышения прочности и других свойств. Например, бериллиевая медь (С17200) и фосфористая бронза (С51900). Однако чистая медь также подходит для штамповочных проектов, таких как C101 и C110.  

Штамповка меди может использоваться для изготовления электрических шин, проводников с малыми потерями и различных компонентов промышленного оборудования. 

Нержавеющая сталь

формовка нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — самый популярный тип стального сплава, в состав которого входит более 10.5% хрома, 8–10% никеля и 0.02–1.2% других легирующих металлов в небольших количествах, таких как молибден и марганец.

Различные марки нержавеющей стали используются для штамповки благодаря их высокой механической прочности, коррозионной стойкости, привлекательному внешнему виду и магнитным свойствам. К распространённым маркам стали для штамповки относятся: 301, 302, 305, 316, 321, 410, 420, 440A, A286 17-4 PH, 17-7 PH и AM350. 

Марки стали серии 300 — это аустенитные стали с превосходной коррозионной стойкостью и пластичностью, но с относительно более высокой степенью упрочнения. Следовательно, марки серии 400 являются ферритными и при этом обладают хорошей формуемостью для штамповки.

Некоторые известные штамповка из нержавеющей стали области применения — автомобильные кронштейны, кухонные мойки, электронные щиты, компоненты пищевой промышленности и панели для бытовой техники. 

Низкоуглеродистая сталь

штамповка низкоуглеродистой стали 

Низкоуглеродистые стальные сплавы содержат в своем составе от 0.05 до 0.3% углерода, а также марганец, фосфор и кремний. Это небольшое количество углерода способствует повышению прочности и одновременному улучшению формуемости.

Следовательно, низкоуглеродистые стали обладают хорошей свариваемостью, пластичностью, прочностью на разрыв и экономичностью. Несмотря на то, что они подвержены коррозии и износу, их поверхность можно упрочнить цементацией или другими методами. Кроме того, для штамповки низкоуглеродистых сталей обычно используются марки 1018, 1008 и 1010.

Латунь

Штамповка латуни

Латунь — это сплав меди и цинка, известный своей электропроводностью, прочностью, эстетической привлекательностью, коррозионной стойкостью и антибактериальными свойствами. Она сочетает в себе свойства меди и цинка, а также других элементов, смешанных в небольших количествах. 

Пластичность латуни позволяет штамповать её, придавая изделиям сложные изгибы, кривизны и малые радиусы. Вы также можете выбрать подходящую марку латуни, например: C26000, C26800, C27200, C27000 и C36000.

Кроме того, штамповка из латуни применяется для изготовления медицинских изделий, электротехнических деталей, архитектурных элементов и крепежных изделий. 

Бронза

Бронзовая штамповка

Бронза состоит из олова, цинка, алюминия и фосфора, а медь является основным легирующим элементом. Она выпускается различных марок и обеспечивает более высокую жёсткость, износостойкость, коррозионную стойкость и универсальность штамповки по сравнению с чистой медью.

Хотя некоторые марки бронзы совместимы со штамповкой металла, фосфористая бронза Особенно популярен благодаря высокой усталостной прочности, формуемости и универсальности. Штамповка из бронзы применяется, в частности, для изготовления декоративных деталей, корпусов втулок, шайб и проставок, а также электрических разъемов. 

Титан

Штамповка титана

Штамповка титана позволяет получать прочные и лёгкие детали для автомобильной, аэрокосмической, судостроительной и других отраслей промышленности. Благодаря этому, его сплавы обладают универсальными свойствами, обеспечивая высокую коррозионную стойкость, жёсткость и способность работать при высоких температурах. Распространенные марки титана для штамповки: Класс 1, класс 2, класс 4, класс 9 и класс 5 (6AL4V).  

Хотя титан имеет относительно низкую формуемость, его можно штамповать в сложные формы с помощью инструментальной стали или твердосплавных штампов и высокого усилия прессования. 

Инконель 

штамповка инконеля

Инконель состоит из никеля и хрома в качестве основных легирующих компонентов, а также молибдена, алюминия и титана в небольших количествах. Он также известен как суперсплав, поскольку способен работать при высоком давлении и температуре. 

Штамповка инконеля требует использования специализированной штамповой оснастки и высоких нагрузок. Производители также используют горячую штамповку для снижения его прочности. 

Наиболее яркими примерами штампованных деталей из инконеля являются кронштейны самолетов, тепловые экраны, выхлопные системы, компоненты для электростанций и высокопроизводительные детали транспортных средств.

Типы сталей для точной штамповки: горячекатаные, холоднокатаные и алюмоцинкованные 

Горячекатаная и холоднокатаная сталь

Прецизионная штамповка обычно относится к деталям с допусками менее 0.13 мм. Для прецизионных стальных деталей можно использовать горячекатаную, холоднокатаную или алюмоцинкование. 

Горячекатаная сталь – это сталь, прокатанная методом прокатки при высокой температуре с последующим быстрым охлаждением, в то время как холоднокатаная сталь подвергается воздействию экстремального давления при комнатной температуре. Кроме того, алюмоцинковые стали (Galvalume) – это низкоуглеродистые стали, пропитанные методом горячего цинкования в растворе алюминия. 

Давайте посмотрим на сравнительную таблицу этих трех материалов для прецизионной штамповки металла: 

Свойства	Горячекатаный	Холоднокатаные	Galvalume
Металлургические свойства	Более крупное зерно, более низкий предел текучести, высокая пластичность	Закалённый, повышенной прочности, мелкозернистый	То же, что и низкоуглеродистая сталь
Допуск штамповки	Свободный	Плотный (лучший)	Средняя
Формуемость	Очень хорошо подходит для глубокой вытяжки	Хорошо, но ограничено по прочности	Немного уменьшено из-за покрытия
Стоимость	Самая низкая	Высокая	Выше, чем HR
Размерная стабильность	Низкий	Высокий	Средняя
Примеры деталей	Большие структурные панели, кронштейны	Прецизионные корпуса, внутренние автомобильные панели	Кровельные панели, внешняя отделка, ОВКВ

Приведенное выше сравнение показывает, что горячекатаные и холоднокатаные стали более предпочтительны для прецизионных штампованных деталей, чем алюмоцинкованные стали.

 

Факторы, которые следует учитывать при выборе правильного материала для штамповки 

Оптимальный металл или сплав для штампованных деталей зависит от конечного назначения, формуемости, прочности, стоимости и технологических параметров. Учёт этих факторов при выборе материала помогает найти оптимальный вариант по конкурентоспособной цене. 

Давайте кратко рассмотрим общие факторы, которые следует учитывать:

• Требования к конечному использованию: Определите физико-механические свойства, необходимые для применения, учитывая сложность деталей и среду их эксплуатации. 

• Формуемость: Металлы с низкой формуемостью сложно формовать в сложные детали, поскольку для этого требуются чрезвычайно мощные прессы. Кроме того, они более подвержены образованию трещин. 

• Предел прочности на разрыв:  Высокая прочность на разрыв означает, что он может выдерживать более высокие изгибающие усилия, что позволяет получать более крутые изгибы. Поэтому учитывайте эту прочность, если ваши детали имеют небольшие изгибы. 

• • Упрочнение работы: Более высокая степень упрочнения делает материал хрупким и трудным для формовки. Кроме того, это может привести к образованию трещин на линии изгиба. Поэтому следует проверить, соответствует ли степень упрочнения материала допустимому пределу. 

• Стоимость штамповки металла: Она включает в себя как стоимость материала, так и стоимость штамповки. Подумайте, какое сырье стоит дешевле на рынке, обеспечивая при этом хорошую формуемость, но не жертвуя свойствами, необходимыми для функциональности и производительности. 

 

Распространенные проблемы, возникающие при неправильном выборе материала

Выбор неправильного материала напрямую влияет на функциональность и производительность штампованных деталей. Как следствие, это также влияет на процесс штамповки и увеличивает риск растрескивания материала. 

Давайте рассмотрим распространенные проблемы, возникающие при неправильном разделе материалов.

• Коррозия: Если вы штампуете детали для влажных, хлоридных или других подобных сред, неправильный выбор материала может привести к быстрой коррозии и износу.
• Усталостный отказ: Если вы выберете материал с низкой усталостной прочностью, детали могут треснуть под действием высоких нагрузок. 
• Разрушение материала: Если выбранный материал имеет плохую формуемость, лист может треснуть или сломаться во время штамповки. 
• Чрезмерный износ: Материалы с низкой твердостью или плохими трибологическими свойствами быстро изнашиваются относительно сопрягаемых поверхностей, что приводит к увеличению зазоров, вибрации и дорогостоящему обслуживанию штамповой оснастки.

Какие существуют операции точной формовки при штамповке металла? 

Штамповочные операции

Штамповка известна тем, что позволяет создавать сложные детали из листового металла на высокой скорости с сохранением повторяемости. Поэтому она изначально характеризуется возможностью выполнения нескольких операций формовки. Поэтому штампы и прессы для штамповки подбираются в зависимости от количества операций формовки, необходимых для достижения заданной геометрии. 

Ниже приведен список распространённых операций прецизионной формовки при штамповке металлов:

• Изгиб
• Перфорация
• Глубокая вытяжка 
• насечка
• Чеканка
• Хемминг
• Обрезка края
• Керлинг
• обнимание
• Экструзия

Вас интересуют процессы обработки металлов давлением? Прочитайте статью: Перфорация против штамповки" Вот. 

 

Покрытие и гальванизация штампованных металлических деталей 

Как и любой другой готовый предмет, вы можете наносить металлическое покрытие, гальванизировать, применять термическую обработку и другие методы финишной обработки поверхности. Это не только улучшает внешний вид изделия, но и позволяет улучшить его первоначальные свойства благодаря последующей обработке и финишной обработке.

Имейте в виду, что материал гальванического покрытия (или покрытия) должен быть совместим с поверхностью основы. Например, цинкование подходит для штампованных деталей из низкоуглеродистой стали, а хромирование обеспечивает защитное и эстетичное покрытие для штампованных деталей из стали.

Кроме того, вы можете выбрать никель, цинк, хром, палладий, серебро, или другие металлы для гальванизации, тогда как порошки на эпоксидной основе лучше всего подходят для термического покрытия. 

Вам нужен партнер по производству штампованных металлических деталей? 

Если вы хотите передать что-либо на аутсорсинг услуги штамповкиПри выборе производителя следует учитывать несколько факторов. Начните с составления списка надежных поставщиков услуг штамповки, имеющих опыт работы с материалами, допусками и объемами производства, необходимыми для вашего проекта.

Затем проанализируйте их производственные возможности, точность, сроки выполнения заказов, гибкость коммуникации, доступные материалы и опыт работы с подобными проектами. После того, как вы проанализировали и определили несколько компаний, которые могут удовлетворить ваши требования, сравните их ценовые структуры.

Если вам нужна наша структура цен на услуги штамповки, загрузите дизайн с подробными характеристиками и Получить предложение. 

Почему Boda? 

✔ Разнообразный ассортимент материалов для прецизионной штамповки металла 

✔ Передовые системы ЧПУ с последовательными штампами и пресс-формами для трансферной штамповки. 

✔ Жесткие допуски, такие низкие, как ±0.05 мм, в зависимости от толщины и сложности.

✔ Команда экспертов-инженеров и операторов по управлению процессами

✔ Отличная повторяемость 

✔ Строгие меры контроля качества

 

Заключение

Для листовой штамповки доступен широкий ассортимент металлов и сплавов: от пластичного алюминия и меди до прочного титана и инконеля. С повышением прочности материала штамповка становится сложнее. 

Выбор зависит от требуемых физико-механических свойств, формуемости и стоимости. Вам необходимо определить требования к конечному использованию и проанализировать, какой материал обеспечивает оптимальное соотношение цены и производительности. 

В конечном счете, крайне важно выбрать опытного и надежного производителя, такого как ПролинТех, который оснащен передовыми системами штамповки с ЧПУ и предлагает широкий выбор материалов. 

 

FAQ 

Какой материал лучше всего подходит для штамповки металла?

Не существует единственно правильного материала для штамповки; выбор зависит от конечного назначения штампованных деталей. Низкоуглеродистые сплавы лучше всего подходят для штамповки общего назначения, алюминиевые сплавы — для лёгких деталей, а медь/латунь — для электротехнических деталей. 

Какой металл легче всего штамповать?

Алюминий — самый лёгкий металл для штамповки благодаря своей превосходной формуемости и минимальному упрочнению. Вы можете легко выполнять многочисленные операции штамповки на алюминиевом листе, не подвергая его воздействию дефекты штамповки металла.