Вибір матеріалів для штампування повинен ґрунтуватися на показниках ефективності процесу, щоб забезпечити високу стабільність, низьку кількість дефектів і хорошу адаптивність матриці під час формування. Найбільш критичними показниками є межа текучості, відносне подовження, індекс зміцнення, коефіцієнт орієнтації по товщині та якість поверхні, які безпосередньо визначають, чи підходить матеріал для конкретного процесу штампування. Нижче наведено систематичний метод вибору матеріалу на основі цих показників ефективності:
Відповідність між основними показниками продуктивності та вибором матеріалу
Нижчий коефіцієнт міцності (σs/σb) є кращим. Низький коефіцієнт текучості вказує на низьку межу текучості, високу міцність на розрив, великий діапазон пластичної деформації та меншу схильність до розтріскування.
Рекомендовані матеріали: низько{0}}вуглецева сталь (наприклад, SPCC, коефіцієнт міцності приблизно 0,6), відпалені алюмінієві сплави (наприклад, 5052-O).
Уникайте використання: -високоміцна сталь (наприклад, 22MnB5) має високий коефіцієнт міцності в холодному стані, що робить її схильною до розтріскування та потребує гарячого формування.
Чим вище подовження (δ), тим сильніша здатність до формування. Рівномірне подовження відображає здатність матеріалу чинити опір локальному перетину під час розтягування, безпосередньо впливаючи на межу деформацій подовження (таких як глибока витяжка).
Бажані матеріали: відносне подовження > 30%, наприклад м’яка мідь (C1020P, δ≈45%) та аустенітна нержавіюча сталь (SUS304, δ≈40%).
Примітка. Крихкі матеріали (такі як високо-вуглецева сталь) мають низьке подовження та підходять лише для простого штампування.
Чим вищий індекс зміцнення (значення n), тим краще для комплексного формування. Високе значення n означає, що матеріал швидко твердне під час холодної деформації, що може перешкоджати місцевому витонченню та робити деформацію більш рівномірною.
Застосовні сценарії: глибоке витягування, багато-формування.
Рекомендований матеріал: аустенітна нержавіюча сталь (n≈0,5), краща за звичайну низько{1}}вуглецеву сталь (n≈0,2). Вищий коефіцієнт орієнтації товщини пластини (значення r) є більш сприятливим для глибокої витяжки.
Більш високе значення r вказує на те, що матеріал легко деформується в планарному напрямку і важко стоншується в напрямку товщини, зменшуючи ризик поломки.
Типове застосування: глибока витяжка кузовних панелей автомобілів.
Рекомендовані матеріали: холоднокатана низько-вуглецева сталь (r > 1,5), IF сталь (проміжна сталь).
Менший коефіцієнт площинної орієнтації пластини (Δr) є кращим.
Менший Δr вказує на слабку анізотропію, що призводить до рівномірної деформації матеріалу в різних напрямках і уникнення лущення (нерівних країв глибоко{0}}витягнутих деталей).
Бажано: повністю відпалений холоднокатаний-лист, Δr < 0,1.
Високі вимоги до якості поверхні: гладка та без{0}}дефектів. На поверхні не повинно бути тріщин, плям іржі, подряпин або окалини; інакше виникне концентрація напруги, що призведе до розтріскування та пошкодження форми.
Рекомендація: холоднокатаний-лист кращий за гарячекатаний-лист через його більш гладку поверхню та щільнішу структуру.
Допуски на товщину повинні бути точними та однаковими. Великі відхилення товщини вплинуть на відповідність зазору форми, що призведе до появи задирок, спалахів або пошкодження форми.
