Челичните делови за штанцување се метални компоненти формирани од рамен челичен лим или калем со притискање, печат или влечење во печат. Тие се појавуваат практично во секој произведен производ - од панели на каросеријата на автомобилот и структурни држачи до куќишта на апарати и индустриска опрема. Изборот на вистинската класа на челик е единствената најважна одлука за печатење на челик, бидејќи ја одредува формабилноста, цврстината, цената, заварливоста и завршната површина.
Овој водич шета низ повеќе од 20 вообичаени сорти на челик што се користат при штанцување, споредува топло валани и ладно валани лимови, се справува со предизвиците на челикот со висока цврстина и ги опфаќа опциите за површинска обработка и најдобрите практики дизајн за производство (DFM). Metal Stamping Parts Ltd обработува илјадници тони челик годишно во автомобилски, индустриски и потрошувачки производи.
Избор на челик за печат
Изборот на правилна класа на челик бара балансирање на механичките својства, формабилноста, квалитетот на површината и цената. Табелите подолу ги опфаќаат најкористените оценки во глобалната индустрија за штанцување.
Одделение за ладно валан челик (JIS / EN / ASTM)
| Одделение (JIS) | EN еквивалент | ASTM еквивалент | C (%) | Mn (%) | Јачина на отстапување (MPa) | Јачина на истегнување (MPa) | Издолжување (%) | r-вредност | Апликација |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SPCC | DC01 | A1008 CS Тип Б | ≤0.12 | ≤0.50 | 140–280 | 270–410 | ≥37 | — | Панели за општа намена, загради |
| SPCD | DC03 | A1008 CS Тип А | ≤0.10 | ≤0.45 | 140–260 | 270–390 | ≥39 | ≥1.3 | Апликации за цртање, плитки цртежи |
| SPCE | DC | A1008 DS Тип А | ≤0.08 | ≤0.40 | 120–240 | 270–370 | ≥41 | ≥1.6 | Длабоко цртање, автомобилски внатрешни панели |
| SPCF | DC05 | A1008 DDS | ≤0.06 | ≤0.35 | 110–220 | 270–350 | ≥43 | ≥1.9 | Екстра-длабок цртеж, сложени форми |
| SPCG | DC06 | A1008 EDDS | ≤0.02 | ≤0.25 | 100–200 | 270–330 | ≥45 | ≥2.1 | Ултра-длабок цртеж, изложени панели |
| SPFH | — | A1011 HSLA 50 | ≤0.12 | ≤1.60 | ≥325 | ≥490 | ≥23 | — | Структурни делови, рамки за седишта |
| SPFH540 | — | A1011 HSLA 60 | ≤0.12 | ≤1.80 | ≥355 | ≥540 | ≥20 | — | Засилувања на шасијата |
Топло валани челик одделенија
| Одделение (JIS) | EN еквивалент | C (%) | Јачина на отстапување (MPa) | Јачина на истегнување (MPa) | Издолжување (%) | Апликација |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SPHC | DD11 / HR1 | ≤0.15 | ≥205 | ≥270 | ≥27 | Општо обликување, некритични делови |
| SPHD | DD12 / HR2 | ≤0.10 | — | ≥270 | ≥30 | Апликации за цртање |
| SPHE | DD13 / HR3 | ≤0.06 | — | ≥270 | ≥33 | Длабоко цртање, автомобилска структура |
| SS400 | S235JR | ≤0.22 | ≥205 | 400–510 | ≥21 | Структурни држачи, делови со тежок мерач |
| SS490 | S275JR | ≤0.25 | ≥245 | 490–610 | ≥19 | Тешки структурни компоненти |
| SM490A | S355JR | ≤0.20 | ≥275 | 490–610 | ≥22 | Структурни членови кои бараат заварување |
Напреден челик со висока јачина (AHSS)
| Одделение | Тип | Износ (MPa) | UTS (MPa) | Издолжување (%) | Радиус на свиткување (×t) | Апликација |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DP590 | Двојна фаза | 330–410 | ≥590 | ≥20 | 1.0 | Загради отпорни на удари, засилувања |
| DP780 | Двојна фаза | 440–560 | ≥780 | ≥14 | 1.5 | B-столбови, греди на браниците |
| DP980 | Двојна фаза | 600–740 | ≥980 | ≥10 | 2.5 | Структурни засилувања |
| DP1180 | Двојна фаза | 850–1050 | ≥1,180 | ≥5 | 4.0 | Ultra-thrackets |
| TRIP590 | ПАТ | 380–460 | ≥590 | ≥24 | 1.0 | Структури што апсорбираат енергија |
| TRIP780 | ПАТ | 450–550 | ≥780 | ≥18 | 1.5 | Ударни структури |
| CP780 | Комплексна фаза | 620–750 | ≥780 | ≥10 | 2.0 | Засилувања на шасијата |
| CP1180 | Комплексна фаза | 900–1100 | ≥1,180 | ≥5 | 3.5 | Анти-упадни греди |
| MS1200 | Martensitic | 950–1150 | ≥1,200 | ≥4 | 5.0 | Зајакнување на браникот, греди на вратите |
| FB590 | Ферит-баинит | 380–480 | ≥590 | ≥18 | 1.0 | Тркала, делови за шасија |
| TWIP980 | TWIP | 400–500 | ≥980 | ≥50 | 0.5 | Идни лесни структури |
Оценки од нерѓосувачки челик за печат
| Одделение | Тип | Износ (MPa) | UTS (MPa) | Издолжување (%) | Магнетни? | Апликација |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | Аустенит | 205 | 520 | ≥40 | бр | Панели за апарати, опрема за храна |
| SUS301 | Аустенит | 205–510 | 520–1,270 | ≥40–10 | бр | Пружини, штипки (работно стврднување) |
| SUS430 | Ферит | 205 | 450 | ≥22 | Да | Декоративни облоги, издувни компоненти |
| SUS410 | Martensitic | 205 | 440 | ≥20 | Да | Прибор за јадење, делови за вентили |
| SUS316L | Аустенит | 175 | 480 | ≥40 | бр | Морски, хемиски, медицински |
За повеќе информации за способностите за печат од нерѓосувачки челик, видете ги нашите штанцување од нерѓосувачки челик страна.
Топло валани против ладно валани челик: што да се избере?
Процесот на тркалање фундаментално го менува квалитетот на челичната површина, димензионалната точност на челикот. Споредбата подолу ви помага да го изберете вистинскиот почетен материјал за вашиот челик печат апликација.
| Сопственост | Топло валани (HR) | Ладно валано (CR) |
|---|---|---|
| Квалитет на површината | Мелничка скала, груба (Ra 3–8 µm) | Мазни, чисти (Ra 0,5–1,5 μm) |
| Толеранција на дебелина | ±0,10–0,15 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Толеранција на ширина | ±1,0–2,0 mm | ±0,2–0,5 mm |
| Типичен опсег на мерачот | 1,6–120 mm. | .2 mm. |
| Јачина на попуштање | Долна (како валана) | Високо (работно појачано) |
| Издолжување | Повисоко | Пониски |
| Цена по тон | 15–25% пониска | Повисоко |
| Најдобро за | Структурни делови, тешки држачи, невидливи компоненти | Видливи панели, прецизни делови, плитки до средни влечења |
| Типични операции на штанцување | Расчистување, виткање, формирање | Расчистување, цртање, формирање, пробивање |
| Адхезија на боја | Потребно е отстранување на бигорот | Одлично после чистење |
Правило на палецот: Користете ладно валани за се што е видливо, димензионално критично или бара цртање. Користете топло валани за структурни делови каде што завршната површина не е критична и каде што мерачот надминува 3 mm.
Челик со висока јачина и челик со висока јачина
Како автомобилски лесни погони се соочуваат со нови предизвици со усвојување на AH-алати со лесни погони. процесите не можат да се справат.
Предизвик 1: Прекумерен пролетен бек
Челиците со висока цврстина имаат сооднос на отстапување и истегнување од 0,65-0,90 (наспроти 0,50-0,60 за благ челик), што предизвикува значително обновување на еластичноста по формирањето.
Решенија:
– Превиткување за 2–5° во зависност од степенот (проба и грешка или компензација симулирана од FEA).
– Користете ротирачки алатки за свиткување кои го контролираат протокот на материјалот низ зоната на свиткување.
– Нанесете серво преси со програмабилно задржување на долната мртва точка за да го ослободите од стресот делот во матрицата.
– Дизајнирајте делови со зацврстувачки мониста или втиснати за да се зацврстат во форма.
Предизвик 2: Забрзано абење на алатот
Цврсти микроструктури (мартензит, баинит) во површините на алатот за абразија AHSS 3–10× побрзо од благиот челик.
Решенија:
– Користете челик за алат D2 или DC53 со PVD слој (TiAlN или CrN) за умерени волумени.
– Префрлете се на карбидни влошки или челици за алат PM (металургија во прав) (ASP-23, VANADIS 4E) за производство со голем обем.
– Зголемете го клиренсот на матрицата до 10–12% од дебелината на материјалот (наспроти 5–7% за благ челик).
– Нанесете сува фолија или лубриканти под висок притисок за да го намалите триењето.
Предизвик 3: Барања за заварување
Оценките AHSS бараат внимателна контрола на параметрите за заварување за да се избегне омекнување на зоната погодена од топлина (HAZ).
Решенија:
– Користете заварување со отпорно место со адаптивна контрола на струјата.
– Оптимизирајте ја силата на електродата и времето на задржување за секое одделение.
– Размислете за ласерско заварување за долни споеви каде што контролата на HAZ е критична.
– Потврдете ја јачината на заварот според AWS D8.1M или стандардите специфични за OEM.
Предизвик 4: Напукнување на тесни радиуси
DP и мартензитни оценки имаат ограничено издолжување (4–14%), што ги прави свиоците со тесен радиус склони кон пукање.
Решенија:
– Дизајнерски минимален радиус на свиткување ≥ 2× дебелина на материјалот за DP780; ≥ 4× за DP1180.
– Ориентот се наведнува нормално на насоката на тркалање кога е можно.
– Користете топло формирање (200–300 °C) за најсложените геометрии.
- Размислете за приспособени заварени празни места - користете AHSS само таму каде што е потребна цврстина и благ челик во формираната зона.
Опции за површинска обработка за челични делови за печат
Површинскиот третман штити од корозија, го подобрува изгледот и ја подобрува адхезијата на бојата. Табелата подолу ги споредува четирите најчести опции за челични делови со печат.
| Третман | Процес | Тежина / Дебелина на облогата | Отпорност на прскање сол (часови) | Адхезија на боја | Заварување после обработка | Релативна цена | Типична апликација |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Електро-галванизиран (EG) | Електроталожење на цинк | 5–15 µm | 200–500 | Одличен | Добро | Ниско-Среден | Автомобилски изложени панели |
| Поцинкувано топло (ГИ) | Потопување во стопен цинк | 45–90 g/m² (двете страни) | 300–1,000 | Добро (по третман) | Прилично | Средни | Панели за апарати, HVAC, конструкција |
| Фосфатирање (железо или цинк) | C | 1–3 μm | 50–150 | Одличен | Добро | Многу ниско | Третман пред боја за сите челични делови |
| Електро-облога (e-co) | Електрофоретска боја | 15–25 μm | 500–1,000 | N/A (е бојата) | Сиромашни | Средни | Автомобилско подвозје, држачи |
| Dacromet / Geomet | Цинк-алуминиумска снегулка | 6–10 µm | 500–1,000+ | Прилично | Прилично | Средно-високо | Прицврстувачи, делови за суспензија, висококорозивни |
| Палто во прав | Електростатско прскање + печење | 60–80 µm | 1,000+ | N/A (е финишот) | N/A | Средни | Надворешна опрема, мебел, куќишта |
Водич за избор:
– За експонирани површини во автомобилската класа А: EG + е-премаз + горен слој.
– За структурни делови во корозивни средини: GI или Dacromet.
– За внатрешни држачи чувствителни на трошоци: фосфат + прав.
– За прицврстувачи со висока корозија: Dacromet или Geomet.
DFM Совети за челични делови за штанцување
Принципите за дизајн за производство ја намалуваат цената на матрицата, го подобруваат квалитетот на деловите и го скратуваат времето на испорака. Применете ги овие упатства за време на фазата на концепт за да избегнете скапи ревизии на матрици подоцна.
Правила за геометрија
- Минимален радиус на свиткување: 0,5× дебелина на материјалот за CR благ челик; 1,0–4,0× за AHSS (зависно од степенот).
- Минимален дијаметар на дупката: ≥ дебелина на материјалот; ≥ 2× дебелина за дупки во области со прирабници кои се истегнуваат.
- Минимална ширина на прирабницата: ≥ 3× дебелина на материјалот + радиус на свиткување.
- Растојание од засек до свиткување: ≥ дебелина на материјалот + радиус на свиткување за да се спречи изобличување.
- Ориентација на слот: Нормално на линијата на свиткување за да се избегне кинење.
Упатство за толеранција
| Карактеристика | Достижна толеранција | Со дополнителни операции |
|---|---|---|
| Празен профил | ±0,05-0,10 mm | ±0,02 mm (фино бришење или бричење) |
| Позиција на дупка | ±0,05 mm | ±0,02 mm (пост-машинска обработка) |
| Агол на свиткување | ±1° | ±0,25° (притиснете ја сопирачката со CNC крунисување) |
| Плошност | 0,2 mm/100 mm | 0,05 mm/100 mm (печат + димензионирање) |
| Бришење на рабовите | ≤ 0,10 mm | ≤ 0,03 mm (отстранување) |
Оптимизација на материјалот и трошоците
- Стандардизирајте го мерачот за склопување на делови во делови.
- Вметнете делови ефикасно при распоред на ленти - 60–75% искористеност на материјалот е типична за прогресивни матрици; под 55% гарантира редизајн.
- Размислете за комбинирање на повеќе делови во еден склоп со печат за да се намали бројот на делови и операциите на спојување.
- Наведете ја површинската обработка само онаму каде што е потребно — селективното обложување или локализираното обложување заштедува цена.
- Користете што е метално печат основи за избор помеѓу прогресивна матрица, преносна матрица или тандем линија заснована на волумен и сложеност.
Најчесто поставувани прашања
Која е разликата помеѓу SPCC и SPCE челик за печат?
SPCC е ладно валани челик за општа намена со максимална содржина на јаглерод од 0,12%, погоден за едноставни свиоци и плитки влечења. SPCE има пониска граница на јаглерод (≤0,08%), помал манган (≤0,40%) и значително поголемо издолжување (≥41% наспроти ≥37%), што го прави многу подобар за операции на длабоко цртање. SPCE, исто така, има загарантирана r-вредност (однос на пластично напрегање) од ≥1,6, што значи дека се спротивставува на истенчување за време на истегнување. Користете SPCC за загради и рамни делови; користете SPCE кога делот бара длабоко цртање или формирање комплекс.
Кога треба да користам топловалан челик наместо ладновалан челик за печат?
Изберете топло валани челик кога делот е конструктивен наместо козметички, мерачот надминува 3,2 mm (надвор од повеќето достапни за ладно валани), не се потребни тесни димензионални толеранции или цената е примарен двигател. Топло валани челик чини 15-25% помалку по тон и има поголемо издолжување, што помага во свиткување и формирање на дебели делови. Сепак, неговата површина со размер од мелница бара минирање или кисење пред бојадисување, а толеранциите на дебелината се ±0,10–0,15 mm наспроти ±0,02–0,05 mm за ладно валани.
Како да спречам пукање при печат на напреден челик со висока цврстина?
Пукнатините во AHSS вообичаено се случуваат на радиусите на свиткување кои се премногу тесни за способноста за издолжување на одделението. За DP590, дизајнерски радиуси на свиткување ≥ 1× дебелина на материјалот; за DP780, ≥ 1,5×; за DP980, ≥ 2,5×; и за мартензитни сорти (MS1200), ≥ 5× дебелина. Ориентирајте ги свиоците нормално на правецот на тркалање, користете лубриканти под висок притисок и земете го предвид топлото формирање (200–300 °C) за геометриите со најголеми барања. Изведувањето на FEA симулација пред изградбата на матрицата рано ги идентификува ризиците од пукање.
Каков површински третман е најдобар за надворешни челични делови за печат?
За долгорочна изложеност на отворено, галванизирањето со топло натопување (GI) обезбедува најдобар однос цена-заштита со 300–1.000 часа отпорност на прскање со сол во зависност од тежината на облогата. За делови за кои е потребна декоративна завршница, премазот во прав над фосфатирана површина обезбедува одлична отпорност на корозија (1.000+ часа прскање со сол) со опции за боја и текстура. Dacromet или Geomet цинк-алуминиумските облоги се идеални за сврзувачки елементи и мали делови каде што униформноста на дебелината на облогата и ризикот од кршливост на водород се загрижени.
Која е добра стапка на искористеност на материјалот за прогресивно печат на челик со матрица?
Стапката на искористеност на материјалот од 60–75% се смета за добра за прогресивно печат на челичните делови. Стапките под 55% сугерираат дека распоредот на делови треба да се преиспита за оптимизација на вгнездување - вообичаените подобрувања вклучуваат ротирање на ориентацијата на делот, споделување на линиите за дотерување помеѓу соседните делови или редизајнирање на геометријата на носечката лента. Искористеноста над 75% е остварлива за едноставни правоаголни делови. Секое исечено отпадоци треба да се процени за секундарна употреба за бришење на помали делови од истата лента.
Заклучок
Успешното печатење на челик започнува со усогласување на оценката со апликацијата. Благиот челик (SPCC–SPCE) економично се справува со повеќето делови за општа намена, додека оценките AHSS (DP, TRIP, CP, MS) го обезбедуваат односот сила-тежина што го бараат автомобилските и индустриските апликации - на сметка на построгите контроли на процесот и потешките алатки. Изборот на површинскиот третман, толеранцијата и принципите на DFM дополнително одредуваат дали челичниот дел со печат обезбедува сигурни перформанси по конкурентна цена.
Подготвени сте да разговарате за вашиот следен проект за печат на челик? Contact Metal Stamping Parts Ltd за инженерска поддршка, насоки за избор на материјали и конкурентна понуда за производство.