Болат штамптау бөлшектері - тегіс болат қаңылтырдан немесе катушкадан престеу, сызу, иілу, сығу арқылы түзілетін металл құрамдас бөліктер. Олар автомобиль корпусының панельдері мен құрылымдық кронштейндерден бастап құрылғы корпустары мен өнеркәсіптік жабдыққа дейін іс жүзінде әрбір өндірілген өнімде кездеседі. Болаттың дұрыс маркасын таңдау болат штамптаудағы жалғыз ең маңызды шешім болып табылады, өйткені ол қалыптау мүмкіндігін, беріктігін, құнын, дәнекерлеу қабілетін және бетінің әрлеуін анықтайды.
Бұл нұсқаулық штамптауда қолданылатын 20-дан астам жалпы болат маркаларымен танысады, ыстықтай илектелген және суықтай илектелген парақты салыстырады, жоғары берік болаттың мәселелерін қарастырады және бетті өңдеу опциялары мен өндіріске арналған дизайн (DFM) үздік тәжірибелерін қамтиды. Metal Stamping Parts Ltd жыл сайын автомобиль, өнеркәсіптік және тұтынушылық өнімдерде мыңдаған тонна болатты өңдейді.
Штамптау үшін болат сыныбын таңдау
Дұрыс болат маркасын таңдау механикалық қасиеттерді, қалыптау мүмкіндігін, бетінің сапасын және құнын теңестіруді қажет етеді. Төмендегі кестелер жаһандық штамптау өнеркәсібінде ең көп қолданылатын сорттарды қамтиды.
Суық илектелген болат маркалары (JIS / EN / ASTM)
| Сынып (JIS) | EN Баламасы | ASTM баламасы | C (%) | Мн (%) | Берілу күші (МПа) | Созылу беріктігі (МПа) | Ұзару (%) | r-мәні | Қолдану |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SPCC | DC01 | A1008 CS түрі B | ≤0.12 | ≤0.50 | 140–280 | 270–410 | ≥37 | — | Жалпы мақсаттағы панельдер, кронштейндер |
| SPCD | DC03 | A1008 CS A түрі | ≤0.10 | ≤0.45 | 140–260 | 270–390 | ≥39 | ≥1.3 | Сызу қосымшалары, таяз сызбалар |
| SPCE | DC04 | A1008 DS А түрі | ≤0.08 | ≤0.40 | 120–240 | 270–370 | ≥41 | ≥1.6 | Терең сызу, автомобильдің ішкі панельдері |
| SPCF | DC05 | A1008 DDS | ≤0.06 | ≤0.35 | 110–220 | 270–350 | ≥43 | ≥1.9 | Өте терең сызу, күрделі пішіндер |
| SPCG | DC06 | A1008 EDDS | ≤0.02 | ≤0.25 | 100–200 | 270–330 | ≥45 | ≥2.1 | Ультра терең сызба, ашық панельдер |
| SPFH490 | — | A1011 HSLA 50 | ≤0.12 | ≤1.60 | ≥325 | ≥490 | ≥23 | — | Құрылымдық бөлшектер, орындық жақтаулары |
| SPFH540 | — | A1011 HSLA 60 | ≤0.12 | ≤1.80 | ≥355 | ≥540 | ≥20 | — | Шасси арматурасы |
Ыстықтай илектелген болат маркалары
| Сынып (JIS) | EN Баламасы | C (%) | Берілу күші (МПа) | Созылу беріктігі (МПа) | Ұзару (%) | Қолдану |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SPHC | DD11 / HR1 | ≤0.15 | ≥205 | ≥270 | ≥27 | Жалпы қалыптаушы, маңызды емес бөлшектер |
| SPHD | DD12 / HR2 | ≤0.10 | — | ≥270 | ≥30 | Сурет салу қолданбалары |
| SPHE | DD13 / HR3 | ≤0.06 | — | ≥270 | ≥33 | Терең сызу, автомобиль құрылымы |
| SS400 | S235JR | ≤0.22 | ≥205 | 400–510 | ≥21 | Құрылымдық кронштейндер, ауыр габаритті бөлшектер |
| SS490 | S275JR | ≤0.25 | ≥245 | 490–610 | ≥19 | Ауыр салмақты құрылымдық бөлшектер |
| SM490A | S355JR | ≤0.20 | ≥275 | 490–610 | ≥22 | Дәнекерлеуді қажет ететін конструкция элементтері |
Жетілдірілген жоғары берік болат (AHSS) сорттары
| Сынып | Түрі | Шығымдылық (МПа) | UTS (МПа) | Ұзару (%) | Иілу радиусы (×t) | Қолдану |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DP590 | Екі фазалы | 330–410 | ≥590 | ≥20 | 1.0 | Соққыға төзімді кронштейндер, арматуралар |
| DP780 | Екі фазалы | 440–560 | ≥780 | ≥14 | 1.5 | B-тұғырлар, бампер арқалықтары |
| DP980 | Екі фазалы | 600–740 | ≥980 | ≥10 | 2.5 | Құрылымдық арматуралар |
| DP1180 | Екі фазалы | 850–1050 | ≥1,180 | ≥5 | 4.0 | Ультра биік кронштейн- |
| TRIP590 | Сапар | 380–460 | ≥590 | ≥24 | 1.0 | Энергияны сіңіретін құрылымдар |
| TRIP780 | Сапар | 450–550 | ≥780 | ≥18 | 1.5 | Апат құрылымдары |
| CP780 | Күрделі кезең | 620–750 | ≥780 | ≥10 | 2.0 | Шасси арматурасы |
| CP1180 | Күрделі кезең | 900–1100 | ≥1,180 | ≥5 | 3.5 | Интрузияға қарсы арқалықтар |
| MS1200 | Мартенсит | 950–1150 | ≥1,200 | ≥4 | 5.0 | Бампер арматурасы, есік арқалықтары |
| FB590 | Феррит-бейнит | 380–480 | ≥590 | ≥18 | 1.0 | Дөңгелектер, шасси бөліктері |
| TWIP980 | TWIP | 400–500 | ≥980 | ≥50 | 0.5 | Болашақ жеңіл құрылымдар |
Штамптауға арналған баспайтын болаттан жасалған сорттар
| Сынып | Түрі | Шығымдылық (МПа) | UTS (МПа) | Ұзару (%) | Магниттік? | Қолдану |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | Аустениттік | 205 | 520 | ≥40 | № | Құрылғы панельдері, тамақ жабдықтары |
| SUS301 | Аустениттік | 205–510 | 520–1,270 | ≥40–10 | № | Серіппелер, қыстырғыштар (жұмыс-қатайтады) |
| SUS430 | Феррит | 205 | 450 | ≥22 | Иә | Сәндік әрлеу, шығару бөліктері |
| SUS410 | Мартенсит | 205 | 440 | ≥20 | Иә | Ас құралдары, клапан бөліктері |
| SUS316L | Аустениттік | 175 | 480 | ≥40 | № | Теңіз, химиялық, медициналық |
Тот баспайтын болаттан штамптау мүмкіндіктері туралы қосымша ақпаратты қараңыз. тот баспайтын болаттан штамптау бет.
Ыстықтай илектелген және суықтай илектелген болат: қайсысын таңдау керек?
Домалау процесі болаттың бетінің сапасын, өлшемдік дәлдігін және механикалық әрекетін түбегейлі өзгертеді. Төмендегі салыстыру сізге дұрыс бастапқы материалды таңдауға көмектеседі болат штамптау өтініш.
| Меншік | Ыстық прокат (HR) | Суық илек (CR) |
|---|---|---|
| Бетінің сапасы | Диірмен шкаласы, өрескел (Ra 3–8 мкм) | Тегіс, таза (Ra 0,5–1,5 мкм) |
| Қалыңдыққа төзімділік | ±0,10–0,15 мм | ±0,02–0,05 мм |
| Ені төзімділік | ±1,0–2,0 мм | ±0,2–0,5 мм |
| Типтік өлшем диапазоны | 1,6–12,0 мм | 0. |
| Шығу шегі | Төменгі (прокат түрінде) | Жоғары (жұмыспен шыңдалған) |
| Ұзарту | Жоғары | Төмен |
| Бір тоннаның құны | 15–25% төмен | Жоғары |
| Ең жақсы | Конструкциялық бөлшектер, ауыр кронштейндер, көрінбейтін тетіктер | Көрінетін панельдер, дәл бөлшектер, таяздан орташаға дейінгі сызбалар |
| Типтік штамптау операциялары | Кептіру, майыстыру, қалыптау | Бланкілеу, сызу, қалыптау, пирер |
| Бояу ілінісу | Қақтан тазартуды қажет етеді | Тазалаудан кейін тамаша |
Негізгі ереже: Көрінетін, өлшемді маңызды немесе сызбаны қажет ететін кез келген нәрсе үшін салқын иленгенді пайдаланыңыз. Беткі қабаты маңызды емес және габариті 3 мм-ден асатын құрылымдық бөліктер үшін ыстықтай илектеуді пайдаланыңыз.
Беріктігі жоғары болат штангалары және штангалары
Автомобильді жеңілдетуге арналған дискілер дәстүрлі AHSS-сынақтарды қабылдауда қиындықтарға тап болады. құралдар мен процестер өңдей алмайды.
1-қиын: шамадан тыс серпіліс
Беріктігі жоғары болаттар 0,65–0,90 (жұмсақ болат үшін 0,50–0,60-қа қарсы) шығымдылық пен созылу коэффициентіне ие, қалыптаудан кейін айтарлықтай серпімділік қалпына келтіреді.
Шешімдер:
– Сыныпқа байланысты 2–5° артық иілу (сынақ-қате немесе FEA үлгісінде жасалған өтемақы).
– Иілу аймағы арқылы материал ағынын басқаратын айналмалы иілу құралдарын пайдаланыңыз.
– Қалыптағы бөлікті кернеуден босату үшін төменгі өлі нүктеде бағдарламаланатын тұруы бар сервопресстерді қолданыңыз.
– Пішінді бекіту үшін қатайтатын моншақтары немесе өрнектері бар бөлшектерді құрастырыңыз.
2-сынақ: Құралдың жылдам тозуы
AHSS құрал беттеріндегі қатты микроқұрылымдар (мартенсит, бейнит) жұмсақ болаттан 3–10× жылдамырақ.
Шешімдер:
– Орташа көлемдер үшін PVD жабыны бар (TiAlN немесе CrN) D2 немесе DC53 аспаптық болатын пайдаланыңыз.
– Жоғары көлемді өндіріс үшін карбидті кірістірулерге немесе PM (ұнтақты металлургия) аспаптық болаттарға (ASP-23, VANADIS 4E) ауысыңыз.
– Қалыптың клирингін материал қалыңдығының 10–12%-ына дейін арттырыңыз (жұмсақ болат үшін 5–7%-ға қарсы).
– Үйкелісті азайту үшін құрғақ пленка немесе жоғары қысымды майлау материалдарын жағыңыз.
3 тапсырма: Дәнекерлеуге қойылатын талаптар
AHSS маркалары жылу әсер ететін аймақты (HAZ) жұмсартпау үшін дәнекерлеу параметрлерін мұқият бақылауды қажет етеді.
Шешімдер:
– Адаптивті ток бақылауы бар қарсылық нүктелік дәнекерлеуді қолданыңыз.
– Әрбір сорт үшін электрод күшін және ұстау уақытын оңтайландыру.
– ТҚҚ бақылауы маңызды болып табылатын түйіспе қосылыстар үшін лазерлік дәнекерлеуді қарастырыңыз.
– AWS D8.1M немесе OEM-арнайы стандарттарға сәйкес дәнекерлеу беріктігін растаңыз.
4-ші тапсырма: Тығыз радиуста жару
DP және мартенситті сорттардың ұзаруы шектелген (4–14%), бұл тығыз радиусты иілулерді крекингке бейім етеді.
Шешімдер:
– DP780 үшін жобалық ең аз иілу радиусы ≥ 2× материал қалыңдығы; DP1180 үшін ≥ 4×.
– Мүмкіндігінше иілулерді домалау бағытына перпендикуляр бағыттаңыз.
– Ең талап етілетін геометриялар үшін жылы қалыптауды (200–300 °C) пайдаланыңыз.
– Арнайы дайындалған дәнекерленген дайындамаларды қарастырыңыз — AHSS-ті тек беріктік қажет жерде және қалыптасқан аймақта жұмсақ болатты пайдаланыңыз.
Болат штамптау бөлшектеріне арналған бетті өңдеу опциялары
Беттік өңдеу коррозиядан қорғайды, сыртқы түрін жақсартады және бояудың адгезиясын жақсартады. Төмендегі кесте штампталған болат бөлшектердің төрт кең таралған нұсқасын салыстырады.
| Емдеу | Процесс | Қаптама салмағы/қалыңдығы | Тұзға төзімділік (сағат) | Бояу адгезиясы | Өңдеуден кейінгі дәнекерлеу мүмкіндігі | Салыстырмалы құны | Әдеттегі қолдану |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электро-мырышталған (EG) | Мырыштың электр тұндыруы | 5–15 мкм | 200–500 | Өте жақсы | Жақсы | Төмен-орта | Автомобильге арналған ашық панельдер |
| Ыстық мырышталған (GI) | Балқытылған мырышқа батыру | 45–90 г/м² (екі жағы) | 300–1,000 | Жақсы (өңдеуден кейін) | Әділ | Орташа | Құрылғы панельдері, HVAC, құрылыс |
| Фосфаттау (темір немесе мырыш) | Chemical conversion | 1–3 мкм | 50–150 | Өте жақсы | Жақсы | Өте төмен | Барлық болат бөлшектер үшін алдын ала бояу өңдеу |
| Электро-қаптама | Электрофоретикалық бояу | 15–25 мкм | 500–1,000 | Жоқ (бояу) | Нашар | Орташа | Автокөлік асты, кронштейндер |
| Дакромет / Геометр | Мырыш-алюминий үлпек | 6–10 мкм | 500–1,000+ | Әділ | Әділ | Орташа-жоғары | Бекіткіштер, аспа бөлшектері, коррозиясы жоғары |
| Ұнтақ бояу | Электростатикалық спрей + пісіру | 60–80 мкм | 1,000+ | Жоқ (әрлеу) | N/A | Орташа | Сыртқы жабдықтар, жиһаздар, қоршаулар |
Таңдау нұсқаулығы:
– А класындағы автомобильдің ашық беттері үшін: EG + электронды пальто + үстіңгі жабын.
– Коррозиялық ортадағы құрылымдық бөлшектер үшін: GI немесе Dacromet.
– Құндылықты қажет ететін ішкі кронштейндер үшін: фосфат + ұнтақ пальто.
– Коррозиясы жоғары бекіткіштер үшін: Dacromet немесе Geomet.
Болат штамптау бөлшектеріне арналған DFM кеңестері
Өндіріске арналған дизайн принциптері қалып құнын төмендетеді, бөлшектердің сапасын жақсартады және жеткізу уақытын қысқартады. Кейінірек қымбат қалыптарды қайта қарауды болдырмау үшін осы нұсқауларды тұжырымдама кезеңінде қолданыңыз.
Геометрия ережелері
- Ең аз иілу радиусы: CR жұмсақ болат үшін 0,5× материал қалыңдығы; AHSS үшін 1,0–4,0× (сыныпқа байланысты).
- Ең аз тесік диаметрі: ≥ материалдың қалыңдығы; Созылған фланецті аймақтардағы тесіктер үшін ≥ 2× қалыңдығы.
- Ең аз фланец ені: ≥ 3× материалдың қалыңдығы + иілу радиусы.
- Ойыққа дейінгі қашықтық: ≥ материалдың қалыңдығы + бұрмалануды болдырмау үшін иілу радиусы.
- Слоттың бағыты: Жыртылмау үшін иілу сызығына перпендикуляр.
Төзімділік бойынша нұсқаулық
| Ерекшелігі | Қол жеткізуге болатын төзімділік | Қосымша операциялармен |
|---|---|---|
| Бос профиль | ±0,05–0,10 мм | ±0,02 мм (жұқа тазарту немесе қырыну) |
| Саңылау орны | ±0,05 мм | ±0,02 мм (өңдеуден кейінгі) |
| Иілу бұрышы | ±1° | ±0,25° (CNC тәжі бар тежегішті басыңыз) |
| Тегістік | 0,2 мм/100 мм | 0,05 мм/100 мм (штамптау + өлшемдер) |
| Жиекті бұрғылау | ≤ 0,10 мм | ≤ 0,03 мм (қабақты тазалау) |
Материалды және шығындарды оңтайландыру
- Бөлшектегі материалды өлшемді азайту үшін стандарттау.
- Бөлшектерді жолақ орналасуына тиімді орналастырады — прогрессивті қалыптарға 60-75% материалды пайдалану тән; 55%-дан төмен болса, қайта құруды талап етеді.
- Бөлшектердің санын азайту және біріктіру операцияларын азайту үшін бірнеше бөліктерді бір мөрленген жинаққа біріктіруді қарастырыңыз.
- Тек қажет жерде бетті өңдеуді көрсетіңіз — таңдамалы жабын немесе локализацияланған жабын құнын үнемдейді.
- Қолдану металл штамптау дегеніміз не Көлем мен күрделілікке негізделген прогрессивті қалып, тасымалдау қалыбы немесе тандем сызығы арасында таңдау үшін негіз.
Жиі қойылатын сұрақтар
Штамптауға арналған SPCC және SPCE болатының айырмашылығы неде?
SPCC - қарапайым иілу және таяз тарту үшін жарамды ең көп көміртегі мөлшері 0,12% болатын жалпы мақсаттағы суықтай илектелетін болат. SPCE төменгі көміртегі шегіне (≤0,08%), төменгі марганецке (≤0,40%) және айтарлықтай жоғары ұзаруға (≥41% қарсы ≥37%) ие, бұл оны терең тарту операциялары үшін әлдеқайда жақсырақ етеді. SPCE-де ≥1,6 кепілдік берілген r-мәні (пластикалық деформация коэффициенті) бар, яғни ол созылу кезінде жұқаруға қарсы тұрады. Кронштейндер мен жалпақ бөлшектер үшін SPCC пайдаланыңыз; Бөлшек терең сызуды немесе күрделі қалыптауды қажет еткенде SPCE пайдаланыңыз.
Штамптау үшін суық илектелген болаттың орнына қай кезде ыстықтай илектелген болатты қолдану керек?
Бөлшек косметикалық емес, құрылымдық болса, калибр 3,2 мм-ден асқанда (суық илектеу мүмкіндігінің көпшілігінен тыс), қатаң өлшемдік рұқсаттар қажет емес немесе негізгі драйвер құны болса, ыстықтай илектелген болатты таңдаңыз. Ыстықтай илектелген болат бір тоннаға 15-25% арзанырақ және ұзарту қабілеті жоғары, бұл қалың бөліктерді иілуге және қалыптастыруға көмектеседі. Дегенмен, оның диірмен масштабындағы беті бояу алдында жарылыс немесе маринадтауды қажет етеді, ал қалыңдық рұқсаттары ±0,10–0,15 мм, суықтай илектеу үшін ±0,02–0,05 мм.
Жетілдірілген жоғары берік болатты штамптау кезінде крекингті қалай болдырмауға болады?
AHSS-тегі крекинг әдетте сорттың ұзару мүмкіндігі үшін тым тығыз иілу радиустарында орын алады. DP590 үшін жобалық иілу радиустары ≥ 1× материалдың қалыңдығы; DP780 үшін, ≥ 1,5×; DP980 үшін, ≥ 2,5×; және мартенситті сорттар үшін (MS1200), ≥ 5× қалыңдығы. Домалау бағытына перпендикуляр иілулерді бағыттаңыз, жоғары қысымды майлау материалдарын қолданыңыз және ең талап етілетін геометриялар үшін жылы қалыптауды (200–300 °C) қарастырыңыз. Қалып құрастыру алдында FEA модельдеуін іске қосу крекинг қаупін ерте анықтайды.
Сыртқы болат бөлшектерін штамптау үшін қандай бетті өңдеу жақсы?
Ұзақ мерзімді сыртқы экспозиция үшін ыстық мырыштау (GI) жабынның салмағына байланысты 300–1000 сағаттық тұз бүркуіне төзімділікпен ең жақсы шығындар мен қорғаныс қатынасын қамтамасыз етеді. Сәндік әрлеуді қажет ететін бөлшектер үшін фосфатталған бетке ұнтақ жабын бояу және құрылым опциялары бар тамаша коррозияға төзімділікті (1000+ сағаттық тұзды спрей) береді. Dacromet немесе Geomet мырыш-алюминий қабыршақты жабындары жабын қалыңдығының біркелкілігі мен сутегі морттану қаупі бар бекіткіштер мен шағын бөлшектер үшін өте қолайлы.
Прогрессивті болатты штамптау үшін жақсы материалды пайдалану коэффициенті қандай?
Материалды пайдалану коэффициенті 60–75% болат бөлшектерді біртіндеп штамптау үшін жақсы деп саналады. 55%-дан төмен бағалар ұя салуды оңтайландыру үшін бөлік орналасуын қайта қарауды ұсынады — жалпы жақсартулар бөлік бағытын айналдыруды, көрші бөліктер арасында кесу сызықтарын бөлісуді немесе тасымалдаушы жолақ геометриясын қайта құруды қамтиды. Қарапайым тікбұрышты бөлшектер үшін 75% жоғары пайдалану қол жетімді. Кез келген әрлеу сынықтары бір жолақтағы кішірек бөлшектерді қайталама пайдалану үшін бағалануы керек.
Қорытынды
Табысты болат штамптау сортты қолданбаға сәйкестендіруден басталады. Жұмсақ болат (SPCC–SPCE) жалпы мақсаттағы бөлшектердің көпшілігін үнемді өңдейді, ал AHSS сорттары (DP, TRIP, CP, MS) автомобиль және өнеркәсіптік қолданбалар талап ететін беріктік пен салмақ қатынасын қамтамасыз етеді — процесті қатаң бақылау және қиынырақ құралдар есебінен. Беттік өңдеуді таңдау, төзімділік және DFM принциптері штампталған болат бөлігі бәсекеге қабілетті бағамен сенімді өнімділікті қамтамасыз ететінін анықтайды.
Келесі болат штамптау жобасын талқылауға дайынсыз ба? Contact Metal Stamping Parts Ltd инженерлік қолдау, материал таңдау бойынша нұсқаулық және бәсекеге қабілетті өнім бағасы үшін.