Stálstimplunarhlutar eru málmhlutar sem eru myndaðir úr flatri stálplötu eða spólu með því að pressa, pressa, teygja, beygja, teikna. Þeir koma fyrir í nánast öllum framleiddum vörum - allt frá bílskúrum og burðarfestingum til heimilistækja og iðnaðarbúnaðar. Að velja rétta stálflokkinn er mikilvægasta ákvörðunin í stálstimplun, því hún ákvarðar mótun, styrk, kostnað, suðuhæfni og yfirborðsáferð.
Þessi leiðarvísir fer í gegnum meira en 20 algengar stáltegundir sem notaðar eru við stimplun, ber saman heitvalsaða og kaldvalsaða plötu, tekur á áskorunum hástyrks stáls og fjallar um valkosti fyrir yfirborðsmeðferð og bestu starfsvenjur hönnunar fyrir framleiðslu (DFM). Metal Stamping Parts Ltd vinnur árlega þúsundir tonna af stáli í bíla-, iðnaðar- og neytendavöruforritum.
Val á stálflokki fyrir stimplun
Til að velja rétta stálflokk þarf að koma jafnvægi á vélræna eiginleika, formhæfni, yfirborðsgæði og kostnað. Töflurnar hér að neðan ná yfir mest notaðar einkunnir í alþjóðlegum stimplunariðnaði.
Kaldvalsað stál (JIS / EN / ASTM)
| Einkunn (JIS) | EN Jafngildi | ASTM jafngildi | C (%) | Mn (%) | Afrakstursstyrkur (MPa) | Togstyrkur (MPa) | Lenging (%) | r-gildi | Umsókn |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SPCC | DC01 | A1008 CS Tegund B | ≤0.12 | ≤0.50 | 140–280 | 270–410 | ≥37 | — | Almennt spjöld, festingar |
| SPCD | DC03 | A1008 CS Tegund A | ≤0.10 | ≤0.45 | 140–260 | 270–390 | ≥39 | ≥1.3 | Teikningar, grunnar teikningar |
| SPCE | DC04 | A1008 DS Tegund A | ≤0.08 | ≤0.40 | 120–240 | 270–370 | ≥41 | ≥1.6 | Djúpteikningar, innri plötur fyrir bíla |
| SPCF | DC05 | A1008 D54 3451711 | ≤0.06 | ≤0.35 | 110–220 | 270–350 | ≥43 | ≥1.9 | Extra-djúp teikning, flókin form |
| SPCG | DC06 | A1008 EDDS | ≤0.02 | ≤0.25 | 100–200 | 270–330 | ≥45 | ≥2.1 | Ofurdjúp teikning, óvarinn spjöld |
| SPFH490 | — | A1011 HSLA 50 | ≤0.12 | ≤1.60 | ≥325 | ≥490 | ≥23 | — | Burðarhlutir, sætisgrind |
| SPFH540 | — | A1011 HSLA 60 | ≤0.12 | ≤1.80 | ≥355 | ≥540 | ≥20 | — | Styrkingar á undirvagni |
Heitvalsað stál
| Einkunn (JIS) | EN Jafngildi | C (%) | Afrakstursstyrkur (MPa) | Togstyrkur (MPa) | Lenging (%) | Umsókn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SPHC | DD11 / HR1 | ≤0.15 | ≥205 | ≥270 | ≥27 | Almenn mótun, ekki mikilvægir hlutar |
| SPHD | DD12 / HR2 | ≤0.10 | — | ≥270 | ≥30 | Teikningarumsóknir |
| SPHE | DD13 / HR3 | ≤0.06 | — | ≥270 | ≥33 | Djúpteikning, burðarvirki fyrir bíla |
| SS400 | S235JR | ≤0.22 | ≥205 | 400–510 | ≥21 | Byggingarfestingar, þungir hlutar |
| SS490 | S275JR | ≤0.25 | ≥245 | 490–610 | ≥19 | Þungir burðarhlutar |
| SM490A | S355JR | ≤0.20 | ≥275 | 490–610 | ≥22 | Burðarvirki sem krefjast suðuhæfni |
Háþróað hástyrkt stál (AHSS) flokkar
| Einkunn | Gerð | Afrakstur (MPa) | UTS (MPa) | Lenging (%) | Beygjuradíus (×t) | Umsókn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DP590 | Tvífasa | 330–410 | ≥590 | ≥20 | 1.0 | Árekstursþolnar festingar, styrkingar |
| DP780 | Tvífasa | 440–560 | ≥780 | ≥14 | 1.5 | B-stólpar, stuðarabitar |
| DP980 | Tvífasa | 600–740 | ≥980 | ≥10 | 2.5 | Byggingarstyrkingar |
| DP1180 | Tvífasa | 850–1050 | ≥1,180 | ≥5 | 4.0 | Ofursterkar festingar |
| TRIP590 | TRIP | 380–460 | ≥590 | ≥24 | 1.0 | Orkudrepandi mannvirki |
| TRIP780 | TRIP | 450–550 | ≥780 | ≥18 | 1.5 | Hrunvirki |
| CP780 | Complex Phase | 620–750 | ≥780 | ≥10 | 2.0 | Styrkingar á undirvagni |
| CP1180 | Complex Phase | 900–1100 | ≥1,180 | ≥5 | 3.5 | Innbrotsgeislar |
| MS1200 | Martensitic | 950–1150 | ≥1,200 | ≥4 | 5.0 | Stuðarastyrkingar, hurðarbitar |
| FB590 | Ferrít-Bainite | 380–480 | ≥590 | ≥18 | 1.0 | Hjól, undirvagnshlutir |
| TWIP980 | TWIP | 400–500 | ≥980 | ≥50 | 0.5 | Framtíðar léttar mannvirki |
Ryðfrítt stál til stimplunar
| Einkunn | Gerð | Afrakstur (MPa) | UTS (MPa) | Lenging (%) | Segulmagnaðir? | Umsókn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | Austenitic | 205 | 520 | ≥40 | Nei | Tækjaplötur, matvælabúnaður |
| SUS301 | Austenitic | 205–510 | 520–1,270 | ≥40–10 | Nei | Fjaðrir, klemmur (herðir) |
| SUS430 | Ferrít | 205 | 450 | ≥22 | Já | Skreytingarbúnaður, útblástursíhlutir |
| SUS410 | Martensitic | 205 | 440 | ≥20 | Já | Hnífapör, ventlahlutir |
| SUS316L | Austenitic | 175 | 480 | ≥40 | Nei | Sjó-, efna-, læknisfræðileg |
Fyrir frekari upplýsingar um ryðfrítt stál stimplunargetu, sjá okkar ryðfrítt stál stimplun bls.
Heitvalsað vs kaldvalsað stál: Hvað á að velja?
Veltunarferlið breytir í grundvallaratriðum yfirborðsgæði stáls, víddarnákvæmni og vélrænni hegðun. Samanburðurinn hér að neðan hjálpar þér að velja rétta upphafsefnið fyrir þig stál stimplun umsókn.
| Eign | Heitvalsað (HR) | Kaldvalsað (CR) |
|---|---|---|
| Yfirborðsgæði | Mill kvarð, gróft (Ra 3–8 µm) | Slétt, hreint (Ra 0,5–1,5 µm) |
| Þykktarþol | ±0,10–0,15 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Breiddarvik | ±1,0–2,0 mm | ±0,2–0,5 mm |
| Dæmigert mælisvið | 1,6–12. | 0,4–3,2 mm |
| Afrakstursstyrkur | Neðri (sem valsað er) | Hærri (vinnuhert) |
| Lenging | Hærra | Lægri 3481769 Oftar |
| Kostnaður á tonn | 15–25% lægra | Hærra |
| Best fyrir | Byggingarhlutir, þungir festingar, ósýnilegir íhlutir | Sýnileg spjöld, nákvæmar hlutar, grunnt til miðlungs dráttur |
| Dæmigert stimplunaraðgerðir | Bæja, beygja, móta | Eyða, teikna, móta, gata |
| Málningarviðloðun | Krefst afkalkunar | Frábært eftir hreinsun |
Þumalfingursregla: Notaðu kaldvalsað fyrir allt sem er sýnilegt, mikilvægt mál eða þarf að teikna. Notaðu heitvalsaða fyrir burðarhluta þar sem yfirborðsáferð er ekki mikilvæg og mál fer yfir 3 mm.
Hásterk stállausn stimplun: Áskoranir
Þar sem léttvigt í bílum knýr upp á innleiðingu á mildum aðferðum, hefðbundin AHSS tól og stimplar þolir ekki nýjar tegundir af stáli.
Áskorun 1: Óhóflegt bakslag
Hástyrkt stál hefur ávöxtunarkröfu á móti toghlutföllum 0,65–0,90 (á móti 0,50–0,60 fyrir mildt stál), sem veldur verulegri teygjanlegri endurheimt eftir mótun.
Lausnir:
– Yfirbeygja um 2–5° eftir stigum (prófa og villa eða FEA-herma bætur).
– Notaðu snúningsbeygjuverkfæri sem stjórna efnisflæði í gegnum beygjusvæðið.
– Notaðu servópressur með forritanlegu dvali neðst í dauðapunkti til að losa um streitu á hlutann í teningnum.
– Hannaðu hluta með stífandi perlum eða upphleyptum til að læsast í lögun.
Áskorun 2: Hröðun slits á verkfærum
Harðar örbyggingar (martensít, bainít) í AHSS slípi verkfærafleti 3–10× hraðar en mildt stál.
Lausnir:
– Notaðu D2 eða DC53 verkfærastál með PVD húðun (TiAlN eða CrN) fyrir hóflegt rúmmál.
– Skiptu yfir í karbítinnlegg eða PM (púðurmálmvinnslu) verkfærastál (ASP-23, VANADIS 4E) fyrir framleiðslu í miklu magni.
– Auka úthreinsun deyja í 10–12% af efnisþykkt (á móti 5–7% fyrir mildt stál).
– Berið á þurrfilmu eða háþrýsti smurefni til að draga úr núningi.
Áskorun 3: suðukröfur
AHSS einkunnir krefjast vandlegrar suðubreytustjórnunar til að forðast mýkingu á hitaáhrifasvæði (HAZ).
Lausnir:
– Notaðu mótstöðublettsuðu með aðlögunarstraumstýringu.
– Fínstilltu rafskautskraft og haltu tíma fyrir hverja einkunn.
– Íhugaðu leysisuðu fyrir rassmót þar sem HAZ-stýring er mikilvæg.
– Staðfestu suðustyrk samkvæmt AWS D8.1M eða OEM-sértækum stöðlum.
Áskorun 4: Sprunga við þéttan geisla
DP og martensitic einkunnir hafa takmarkaða lengingu (4–14%), sem gerir beygjur með þéttum radíus viðkvæmar fyrir sprungum.
Lausnir:
– Hönnun lágmarks beygjuradíus ≥ 2× efnisþykkt fyrir DP780; ≥ 4× fyrir DP1180.
– Stilltu beygjur hornrétt á veltistefnu þegar mögulegt er.
– Notaðu heita mótun (200–300 °C) fyrir mest krefjandi rúmfræði.
- Íhugaðu sérsniðin soðin eyður - notaðu AHSS aðeins þar sem styrkur er nauðsynlegur og mildt stál á mynduðu svæði.
Yfirborðsmeðferðarvalkostir fyrir stálstimplunarhluta
Yfirborðsmeðferð verndar gegn tæringu, bætir útlitið og eykur viðloðun málningar. Taflan hér að neðan ber saman fjóra algengustu valkostina fyrir stimplaða stálhluta.
| Meðferð | Aðferð | Þyngd/þykkt húðunar | Saltúðaþol (klst.) | Málningarviðloðun | Suðuhæfni eftir meðferð | Hlutfallslegur kostnaður | Dæmigert forrit |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rafgalvaniseruð (EG) | Rafútfelling á sinki | 5–15 µm | 200–500 | Frábært | Gott | Lágt-miðlungs | Bílaþynnur |
| Heitgalvaniseruðu (GI) | Dýfa í bráðið sink | 45–90 g/m² (báðar hliðar) | 300–1,000 | Gott (eftir meðferð) | Sanngjarnt | Miðlungs | Tækjaplötur, loftræstikerfi, smíði |
| Fosfatgerð (járn eða sink) | Efnabreyting | 1–3 µm | 50–150 | Frábært | Gott | Mjög lágt | Formálningarmeðferð fyrir alla stálhluta |
| Rafhúð (e-coat) | Rafmagnsmálning | 15–25 µm | 500–1,000 | N/A (er málningin) | Lélegt | Miðlungs | Bifreiðar undirbygging, festingar |
| Dacromet / Geomet | Sink-ál flögur | 6–10 µm | 500–1,000+ | Sanngjarnt | Sanngjarnt | Miðlungs-Hátt | Festingar, fjöðrunarhlutar, tæringarmikið |
| Púðurhúð | Rafstöðueigið úða + baka | 60–80 µm | 1,000+ | N/A (er frágangur) | N/A | Miðlungs | Útivistarbúnaður, húsgögn, girðingar |
Valleiðbeiningar:
– Fyrir óvarið yfirborð í bílaflokki A: EG + rafhúð + yfirlakk.
– Fyrir burðarhluta í ætandi umhverfi: GI eða Dacromet.
– Fyrir kostnaðarviðkvæmar innréttingar: fosfat + dufthúð.
– Fyrir tæringarsterkar festingar: Dacromet eða Geomet.
DFM ábendingar fyrir stálstimplunarhluta
Meginreglur um hönnun fyrir framleiðslu draga úr kostnaði við mótun, bæta gæði hluta og stytta afgreiðslutíma. Notaðu þessar leiðbeiningar á hugmyndastiginu til að forðast dýrar endurskoðanir síðar.
Rúmfræðireglur
- Lágmarksbeygjuradíus: 0,5× efnisþykkt fyrir CR mildt stál; 1,0–4,0× fyrir AHSS (háð einkunn).
- Lágmarks þvermál hola: ≥ efnisþykkt; ≥ 2× þykkt fyrir göt á svæðum með teygjuflans.
- Lágmarksflans: ≥ 3× efnisþykkt + beygjuradíus.
- Fjarlægð hak-til-beygju: ≥ efnisþykkt + beygjuradíus til að koma í veg fyrir röskun.
- Rifa stefnu: Hornrétt á beygjulínuna til að forðast að rifna.
Leiðbeiningar um umburðarlyndi
| Eiginleiki | Umburðarlyndi sem hægt er að ná | Með viðbótaraðgerðum |
|---|---|---|
| Autt snið | ±0,05–0,10 mm | ±0,02 mm (fínhreinsun eða rakstur) |
| Holustaða | ±0,05 mm | ±0,02 mm (eftirvinnsla) |
| Beygjuhorn | ±1° | ±0,25° (þrýstihemla með CNC kórónu) |
| Flatness | 0,2 mm/100 mm | 0,05 mm/100 mm (stimplun + stærð) |
| Kantbrún | ≤ 0,10 mm | ≤ 0,03 mm (afgreiðsla) |
Hagræðing efnis og kostnaðar
- Staðlaðu mælikvarða yfir hluta í samsetningu.
- Hreiðurhlutar á skilvirkan hátt á ræmuskipulagi - 60–75% efnisnýting er dæmigerð fyrir framsæknar steypur; undir 55% gefa tilefni til endurhönnunar.
- . telja og taka þátt í rekstri.
- Tilgreindu aðeins yfirborðsmeðhöndlun þar sem þörf er á - sértæk húðun eða staðbundin húðun sparar kostnað.
- Nota hvað er málm stimplun grundvallaratriði til að velja á milli framsækinna teninga, flutningsmóta eða tandemlínu byggt á rúmmáli og margbreytileika.
Algengar spurningar
Hver er munurinn á SPCC og SPCE stáli til stimplunar?
SPCC er almennt kaldvalsað stál með hámarks kolefnisinnihald 0,12%, hentugur fyrir einfaldar beygjur og grunnar drættir. SPCE hefur lægri kolefnismörk (≤0,08%), lægri mangan (≤0,40%) og marktækt meiri lengingu (≥41% á móti ≥37%), sem gerir það mun betra fyrir djúpdráttaraðgerðir. SPCE hefur einnig tryggt r-gildi (plastálagshlutfall) sem er ≥1,6, sem þýðir að það þolir þynningu við teygjur. Notaðu SPCC fyrir sviga og flata hluta; notaðu SPCE þegar hluturinn krefst djúpdráttar eða flókinnar mótunar.
Hvenær ætti ég að nota heitvalsað stál í stað kaldvalsaðs stáls við stimplun?
Veldu heitvalsað stál þegar hluturinn er burðarvirkur frekar en snyrtivörur, mælirinn fer yfir 3,2 mm (umfram flest kaldvalsað framboð), ekki er þörf á þröngum víddarvikmörkum eða kostnaður er aðal drifkrafturinn. Heittvalsað stál kostar 15–25% minna á tonn og hefur meiri lengingu, sem hjálpar til við að beygja og mynda þykka hluta. Hins vegar þarf yfirborð þess að sprengja eða sýra fyrir málningu og þykktarvik eru ±0,10–0,15 mm á móti ±0,02–0,05 mm fyrir kaldvalsaða.
Hvernig kemur ég í veg fyrir sprungur þegar ég stimpla háþróað hástyrkt stál?
Sprungur í AHSS eiga sér stað venjulega við beygjuradíus sem eru of þéttir fyrir lengingargetu gráðunnar. Fyrir DP590, hönnun beygjuradíus ≥ 1× efnisþykkt; fyrir DP780, ≥ 1,5×; fyrir DP980, ≥ 2,5×; og fyrir martensitic einkunnir (MS1200), ≥ 5× þykkt. Snúðu beygjur hornrétt á valsstefnu, notaðu háþrýstismurefni og íhugaðu heita mótun (200–300 °C) fyrir krefjandi rúmfræði. Með því að keyra FEA uppgerð áður en smíði deyja greinir sprunguhættu snemma.
Hvaða yfirborðsmeðferð er best fyrir utanhúss stálstimplunarhluta?
Fyrir langvarandi útsetningu utandyra veitir heitgalvaniserun (GI) besta kostnaðar- og verndarhlutfallið með 300–1.000 klst. saltúðaþol eftir þyngd húðunar. Fyrir hluta sem krefjast skreytingar, gefur dufthúð yfir fosfatað yfirborð framúrskarandi tæringarþol (1.000+ klst saltúða) með lita- og áferðarmöguleikum. Dacromet eða Geomet sink-ál flöguhúð er tilvalin fyrir festingar og smáhluti þar sem einsleitni húðþykktar og hætta á vetnisbroti er áhyggjuefni.
Hvað er gott efnisnýtingarhlutfall fyrir framsækið stálstimplun?
Efnisnýtingarhlutfall upp á 60–75% er talið gott fyrir stigvaxandi stimplun stálhluta. Verð undir 55% benda til þess að endurskoða ætti hlutaskipulagið til að hagræða hreiður - algengar endurbætur eru meðal annars að snúa hlutum, deila klippingarlínum á milli aðliggjandi hluta eða endurhanna rúmfræði burðarræmunnar. Yfir 75% nýting er náð fyrir einfalda ferhyrnda hluta. Meta skal hvers kyns snyrtabrot með tilliti til aukanotkunar á smærri hlutum úr sömu ræmu.
Niðurstaða
Vel heppnuð stálstimplun byrjar með því að passa einkunnina við umsóknina. Milt stál (SPCC–SPCE) meðhöndlar flesta almenna hluta á hagkvæman hátt, á meðan AHSS einkunnir (DP, TRIP, CP, MS) skila styrk-til-þyngdarhlutföllum sem bíla- og iðnaðarforrit krefjast - á kostnað strangari ferlistýringar og harðari verkfæra. Val á yfirborðsmeðferð, umburðarlyndi og DFM meginreglur ákvarða enn frekar hvort stimplaður stálhluti skili áreiðanlegum afköstum á samkeppnishæfum kostnaði.
Tilbúinn til að ræða næsta stálstimplunarverkefni þitt? Hafðu samband við Metal Stamping Parts Ltd fyrir verkfræðiaðstoð, leiðbeiningar um efnisval og samkeppnishæft framleiðslutilboð.