冲压材料是影响零件质量和模具寿命的重要因素。 目前可冲压的材料不仅有低碳钢,还有不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等。一般以含碳量为准
金属材料冲压性能要求:
1、机械性能好,变形能力大。
金属材料的机械性能是指抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度和塑性应变比。
2﹑具有理想的金相组织
金相组织是材料的微观质量特征。 其主要标志是:渗碳体或碳化物的球化程度。
第二节 冲压材料的特性及成形性:

1.2冲压材料特性参数:
①屈服强度、抗拉强度、屈强比
拉伸强度是计算冲压力的基本要素。 所谓拉伸强度是指实际拉伸试验时的最大载荷值除以试件起始处的横截面积。 现在:
当屈服强度和抗拉强度较高时,冲压成形力较大,成形难度增大,模具的寿命也降低。 如果屈服强度高,冲压件冲压后脱模卸载时,弹性回复变形也会较大,影响冲压件的尺寸精度。
②﹑伸长率
在材料拉伸试验中,试样断裂后,由于保留塑性变形,试样长度由原来的L变为L1。 以百分比表示的比率
这就是所谓的伸长率。 均匀伸长率U是单轴拉伸过程中出现局部颈缩时,即拉伸过程变得不稳定时的伸长率。 如果板材的伸长率大,则有利于全部伸长冲压成形。 当伸长率较大时,胀形、翻边的成形极限也较大。 因此,大多数优质冲压钢都具有较高的均匀延伸率。
③﹑加工硬化值(n)
不锈钢板的拉拔成型需要经过多道工序才能达到产品形状。 在拉拔过程中,材料会发生硬化,一般称为加工硬化。 产生加工硬化的原因是材料发生塑性变形后,施加同一方向的载荷力会提高其屈服点,从而增加抵抗塑性变形再次发生所必需的变形抗力。 屈服点是超出弹性变形区发生永久变形的初始点。 从拉伸试验可知,这是在不增加负载的情况下拉伸行为持续的点。
加工硬化系数的高低意味着什么?
高 n 值的材料将表现如下:
(1)继续加工会使材料硬化,伸长率降低,使加工困难。
(2)继续加工会抑制局部变形,获得一致的变形。
n 值低的材料将表现如下:
继续加工会造成局部变形钢材抗拉强度与抗剪强度的关系,薄弱部位甚至可能断裂。
因此,拉伸成形要求板材具有较大的n值。
④﹑塑性应变比(r)
它是表示板材各向异性特性的参数。 由于板材在制造过程中经过轧制、退火等工序,形成了晶体取向趋于一致的织构,宏观上具有各向异性,即板材的性能在性能上存在一定的差异。不同的方向。 不同之处。 生产中用r值来表示板材的各向异性。 其值等于对数应变表示的宽度应变b与厚度方向应变t之比,即:
r值主要影响拉丝性能。 板材的r值越大,其拉深性能越好。
⑤﹑硬度()
一般来说,硬度越低,塑性越好。 但材料硬度较高,若碳化物球化率在90%以上,即可获得良好的冲裁表面。 相反,如果材料硬度低而球化不充分,冲裁面也会被撕裂。 因此,硬度是判断是否适合剪切的宏观指标,而金属组织(碳化物的均匀性和球化程度)是判断是否适合冲裁的微观指标。
⑥﹑球化度()
低碳钢的组织以软铁素体为基体,加少量珠光体组成。 珠光体是铁素体和渗碳体的细小混合物,其中渗碳体含量占12%。 铁素体塑性好,而渗碳体硬而脆。 从相同含碳量的材料来看,可以通过碳化物的球化来增加塑性,提高冲裁表面质量。
注:什么是球化退火?
目的是使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体球化成粒状渗碳体,降低材料硬度,改善切削加工性,为淬火做好准备。 由于珠光体本身较硬,又由于网状二次渗碳体的存在,使钢的硬度和脆性增加。 这不仅使切削困难,而且在淬火时会造成变形和开裂。
⑦﹑年龄分割
某些板材(如不锈钢板、黄铜板等)拉拔成型时,由于拉拔时形成的残余应力,导致拉拔后圆筒形件的侧壁会产生纵向裂纹。 这种开裂现象可能在脱模后立即出现,也可能在放置一段时间后出现,或者在冲压件的使用过程中出现钢材抗拉强度与抗剪强度的关系,所以称为时效开裂。
⑧﹑气缸深度延伸试验(LDR值)
圆筒深延伸率试验方法是评价金属板材深延伸率试验最基本的方法之一。 该测试的目的是找出金属材料的极限比(LDR)。 LDR值越大,材料的延伸性越好。 LDR=D/dp,其中:D代表毛坯直径,dp代表冲头(延伸品)直径。 LDR值与塑性应变比r值呈正相关,即r值较大的材料也具有较好的深度延伸性。
⑨﹑锥盘测试(CCV值)
锥盘试验方法是评价金属板材(厚度0.5~1.6mm)成形性能试验方法最基本的方法之一。 CCV值可作为深冲和拉伸复合成形性能的评价试验,与加工硬化值体系和塑性应变比密切相关。
第三节:常用钢种介绍
3.1. 日本钢材(JIS系列)的牌号中,普通结构钢主要由三部分组成:
第一部分代表材质,如:S(Steel)代表钢,F()代表铁;
第二部分代表不同的形状、类型和用途,
例如:P(Plate)表示板,T(Tube)表示管,K(Kogu)表示工具;
第三部分代表特征数字,一般为最小抗拉强度。
例如:SS400——第一个S代表钢(Steel),第二个S代表“结构”(),400为抗拉强度下限,整体代表抗拉强度为的普通结构钢。
3.2﹑SPHC——第一个S是Steel的缩写,P是Plate的缩写,H是Heat的缩写,C是的缩写。 整体表示一般采用热轧钢板和钢带。
3.3﹑SPHD——表示冲压用热轧钢板及钢带。
3.4. SPHE——表示深冲用热轧钢板及钢带。
3.5. SPCC——表示普遍使用的冷轧碳素钢板及钢带,相当于我国的Q195-215A级。 第三个字母C是Cold的缩写。 当需要保证拉伸试验时,在牌号末尾加T,表示SPCCT。
3.6. SPCD——代表冲压用冷轧碳素钢板及钢带,相当于我国08AL(13237)优质碳素结构钢。
3.7. SPCE——代表深冲用冷轧碳素钢板及钢带,相当于我国的08AL(5213)深冲钢。 当需要保证非时效性时,在等级末尾添加N,表示SPCEN。
冷轧碳素钢板及钢带调质代号:退火状态为A,标准调质为S,1/8硬度为8,1/4硬度为4,1/2硬度为2,硬度是 1。
表面处理代号:D为哑光轧制,B为光亮轧制。 例如SPCC-SD代表标准调质、亚光精轧,一般采用冷轧碳板。 又如SPCCT-SB,代表经过标准回火和光亮处理的冷轧碳板,要求保证机械性能。
3.8. JIS机械结构钢牌号表示方法为:S+碳含量+字母代号(C、CK),其中碳含量用中间值×100表示。字母C:代表碳。 K:代表渗碳钢。 例如碳轧板S20C的含碳量为0.18-0.23%。
第四节 常用冲压材料介绍
4.1﹑热轧钢
热轧钢是优质碳素结构钢,含碳量约为0.10%~0.15%,属低碳钢。
冲压用热轧钢板有以下三种类型:
(1)、SPHC——是热轧钢的代表钢种。
(2)、SPHD——与SPHC相比,其拉伸性更好。
(3)、SPHE——与SPHC相比,其拉伸性更好。
分类及性能介绍:

4.2﹑冷轧钢板
冷轧钢也是优质碳素结构钢,含碳量约为0.08%~0.12%,属低碳钢。
冲压用冷轧钢板有以下三种类型:
(1)、SPCC——是冷轧钢的代表钢种。
(2)、SPCD——与SPCC相比,其拉伸性能更好。
(3)、SPCE——与SPCC相比,其拉伸性更好。

分类及性能介绍:

4.3﹑不锈钢
不锈钢是指铬含量大于11%的高合金钢。 其主要特点是耐腐蚀、耐热,以及不锈性和表面光亮。 冲压用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢。
铁素体不锈钢的冲压性能与冷轧钢板接近。 这种不锈钢板在生产过程中,还可以采用热轧、冷轧和退火的方法来获得织构,使r值达到1.2~1.8左右,因此具有良好的深冲性能。 但其硬化指数约为0.2,延伸率约为0.25~0.3,均小于奥氏体不锈钢,因此延伸率冲压性能较差。
不锈钢具有以下特性:
(1)硬度和抗拉强度比低碳钢板高2倍(2)导热性差,热膨胀系数大
(3)深拉加工会产生时效裂纹(4)表面容易被模具划伤




4.4﹑铜及铜合金
铜及铜合金按制造方法可分为拉伸铜材料(拉伸铜)和铸造材料两大类。 铜及铜合金的代表性特性如下:
(1)良好的导热性和良好的导电性; (2)良好的切削加工性; (3)无磁功能;
(4)低温下不发生脆化; (5)耐腐蚀; (6)弹性好;
(7)色泽美观,易于镀锡;


4.5. 铝及铝合金
铝及铝合金材料按其制造和成型工艺可分为拉伸材料和铸造材料两大类。 热处理合金和非热处理合金在拉伸材料上存在差异,主要是控制材料强度的方法不同。 对于非热处理合金,材料的强度是通过调节冷加工程度来控制的。 一般来说,冷加工程度越高,材料的强度越高。 热处理合金通过淬火、时效处理等热处理方法获得所需的强度。
基本特点:
(1): 外观漂亮 (2): 强度重量比大 (3): 加工性能优良 (4): 综合性能好
(5):耐腐蚀性 (6):低温特性 (7):良好的导电性 (8):良好的导热性
(9): 良好的反射率 (10): 无磁性 (11): 无毒 (12): 回收利用
分类:


数字代表什么:
第一个数字:表示添加的主要合金元素
1:纯铝
2:主要添加的合金元素是铜
3:主要添加合金元素为锰或锰镁
4:主要添加的合金元素是硅
5:主要添加的合金元素是镁
6:主要添加的合金元素是硅和镁
7:主要添加的合金元素是锌和镁
8:不属于上述合金系列的新合金
第二位数字:表示添加的主要合金元素的含量或经过改性的原合金中杂质的含量。
0:表示原始合金
1:表示对原有合金成分进行了第一次修改
2:表示对原合金成分进行了第二次修改
第三位和第四位数字:
纯铝:表示纯度,即铝的最低含量
合金:表示各个合金的代码
“-”后的Hn或Tn表示加工硬化状态或热处理状态的回火符号。
-Hn:表示非热处理合金的精炼度符号
-Tn:表示热处理合金的精炼程度符号



