Челични делови за штанцање су металне компоненте формиране од равног челичног лима или намота пресовањем, савијањем, савијањем или извлачењем. Појављују се у готово сваком произведеном производу — од панела каросерије аутомобила и структурних носача до кућишта уређаја и индустријске опреме. Одабир одговарајуће класе челика је најважнија одлука у штанцању челика, јер одређује формабилност, чврстоћу, цену, заварљивост и завршну обраду површине.
Овај водич пролази кроз више од 20 уобичајених врста челика који се користе у штанцању, упоређује топло ваљани и хладно ваљани лим, бави се изазовима челика високе чврстоће и покрива опције површинске обраде и најбоље праксе дизајна за производњу (ДФМ). Метал Стампинг Партс Лтд прерађује хиљаде тона челика годишње у аутомобилским, индустријским и потрошачким производима.
Избор квалитета челика за штанцање
Одабир исправног типа челика захтева балансирање механичких својстава, формабилности, квалитета површине и цене. Табеле у наставку покривају најчешће коришћене класе у глобалној индустрији штанцања.
Хладно ваљани челик (ЈИС / ЕН / АСТМ)
| Оцена (ЈИС) | ЕН Еквивалент | АСТМ еквивалент | Ц (%) | Мн (%) | Снага повлачења (МПа) | Затезна чврстоћа (МПа) | Издужење (%) | р-вредност | Примена |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| СПЦЦ | ДЦ01 | А1008 ЦС Тип Б | ≤0.12 | ≤0.50 | 140–280 | 270–410 | ≥37 | — | Панели опште намене, конзоле |
| СПЦД | ДЦ03 | А1008 ЦС Тип А | ≤0.10 | ≤0.45 | 140–260 | 270–390 | ≥39 | ≥1.3 | Апликације за цртање, плитко цртање |
| СПЦЕ | ДЦ0 | А1008 ДС Тип А | ≤0.08 | ≤0.40 | 120–240 | 270–370 | ≥41 | ≥1.6 | Дубоко цртање, аутомобилске унутрашње плоче |
| СПЦФ | ДЦ05 | А1008 ДДС | ≤0.06 | ≤0.35 | 110–220 | 270–350 | ≥43 | ≥1.9 | Изузетно дубок цртеж, сложени облици |
| СПЦГ | ДЦ06 | А1008 ЕДДС | ≤0.02 | ≤0.25 | 100–200 | 270–330 | ≥45 | ≥2.1 | Ултра-дубоко цртање, изложене плоче |
| СПФХ490 | — | А1011 ХСЛА 50 | ≤0.12 | ≤1.60 | ≥325 | ≥490 | ≥23 | — | Структурни делови, оквири седишта |
| СПФХ540 | — | А1011 ХСЛА 60 | ≤0.12 | ≤1.80 | ≥355 | ≥540 | ≥20 | — | Ојачања шасије |
Вруће ваљани челични разреди
| Оцена (ЈИС) | ЕН Еквивалент | Ц (%) | Снага повлачења (МПа) | Затезна чврстоћа (МПа) | Издужење (%) | Примена |
|---|---|---|---|---|---|---|
| СПХЦ | ДД11 / ХР1 | ≤0.15 | ≥205 | ≥270 | ≥27 | Опште обликовање, некритични делови |
| СПХД | ДД12 / ХР2 | ≤0.10 | — | ≥270 | ≥30 | Апликације за цртање |
| СПХЕ | ДД13 / ХР3 | ≤0.06 | — | ≥270 | ≥33 | Дубоко извлачење, аутомобилска конструкција |
| СС400 | С235ЈР | ≤0.22 | ≥205 | 400–510 | ≥21 | Конструктивни носачи, делови тешких габарита |
| СС490 | С275ЈР | ≤0.25 | ≥245 | 490–610 | ≥19 | Компоненте конструкције за тешке услове рада |
| СМ490А | С355ЈР | ≤0.20 | ≥275 | 490–610 | ≥22 | Елементи конструкције који захтевају заварљивост |
Напредни челик високе чврстоће (АХСС) разреда
| Разред | Тип | Принос (МПа) | УТС (МПа) | Издужење (%) | Радијус савијања (×т) | Примена |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ДП590 | Двофазни | 330–410 | ≥590 | ≥20 | 1.0 | Носачи отпорни на ударце, ојачања |
| ДП780 | Двофазни | 440–560 | ≥780 | ≥14 | 1.5 | Б-стубови, греде браника |
| ДП980 | Двофазни | 600–740 | ≥980 | ≥10 | 2.5 | Конструктивна ојачања |
| ДП1180 | Двофазни | 850–1050 | ≥1,180 | ≥5 | 4.0 | Ултра-високи носачи- |
| ТРИП590 | ТРИП | 380–460 | ≥590 | ≥24 | 1.0 | Структуре које апсорбују енергију |
| ТРИП780 | ТРИП | 450–550 | ≥780 | ≥18 | 1.5 | Структуре судара |
| ЦП780 | Комплексна фаза | 620–750 | ≥780 | ≥10 | 2.0 | Ојачања шасије |
| ЦП1180 | Комплексна фаза | 900–1100 | ≥1,180 | ≥5 | 3.5 | Противпровалне греде |
| МС1200 | Мартензитни | 950–1150 | ≥1,200 | ≥4 | 5.0 | Ојачања браника, греде за врата |
| ФБ590 | Ферит-Баините | 380–480 | ≥590 | ≥18 | 1.0 | Точкови, делови шасије |
| ТВИП980 | ТВИП | 400–500 | ≥980 | ≥50 | 0.5 | Будуће лагане структуре |
Нерђајући челик за штанцање
| Разред | Тип | Принос (МПа) | УТС (МПа) | Издужење (%) | Магнетиц? | Примена |
|---|---|---|---|---|---|---|
| СУС304 | Аустенитно | 205 | 520 | ≥40 | Не | Панели за апарате, опрема за храну |
| СУС301 | Аустенитно | 205–510 | 520–1,270 | ≥40–10 | Не | Опруге, копче (учвршћују) |
| СУС430 | Ферит | 205 | 450 | ≥22 | Да | Декоративна облога, компоненте издувних гасова |
| СУС410 | Мартензитни | 205 | 440 | ≥20 | Да | Прибор за јело, делови вентила |
| СУС316Л | Аустенитно | 175 | 480 | ≥40 | Не | Морска, хемијска, медицинска |
За више информација о могућностима штанцања од нерђајућег челика, погледајте наше штанцање од нерђајућег челика стр.
Топло ваљани наспрам хладно ваљани челик: шта изабрати?
Процес ваљања суштински мења квалитет површине челика, механичку тачност и механичко понашање. Поређење у наставку вам помаже да одаберете прави почетни материјал за ваш штанцање челика примена.
| Својство | Вруће ваљани (ХР) | Хладно ваљани (ЦР) |
|---|---|---|
| Квалитет површине | Млинска скала, груба (Ра 3–8 µм) | Глатко, чисто (Ра 0,5–1,5 µм) |
| Толеранција дебљине | ±0,10–0,15 мм | ±0,02–0,05 мм |
| Толеранција ширине | ±1,0–2,0 мм | ±0,2–0,5 мм |
| Типични опсег мерача | 1,6–12 мм | мм. |
| Граница течења | Доњи (као ваљани) | Више (очвршћено) |
| Издужење | Виши | Нижи |
| Цена по тони | 15–25% нижи | Виши |
| Најбоље за | Конструкциони делови, тешки носачи, невидљиве компоненте | Видљиве плоче, прецизни делови, плитко до средње извлачење |
| Типичне операције штанцања | Слепљење, савијање, обликовање | Затварање, цртање, обликовање 917456789 |
| Адхезија боје | Захтева уклањање каменца | Одлично након чишћења |
Опште правилоЗатварање, цртање, обликовање 917 178 936 168 : Користите хладно ваљано за све што је видљиво, критично по димензијама или захтева цртање. Користити топло ваљане за структуралне делове код којих површина није критична и дебљина прелази 3 мм.
Високочврсте челичне печате и решења за печате од цха челика
Како аутомобилска лака тежина покреће усвајање традиционалних АХСС процеса и изазова за израду алата ручка.
Изазов 1: Прекомерно опруге
Челици високе чврстоће имају однос попуштања и затезања од 0,65–0,90 (у односу на 0,50–0,60 за благи челик), што узрокује значајан еластични опоравак након формирања.
Решења:
– Превијање за 2–5° у зависности од степена (покушај и грешка или ФЕА симулирана компензација).
– Користите ротационе алате за савијање који контролишу проток материјала кроз зону савијања.
– Примените серво пресу са програмабилним задржавањем у доњој мртвој тачки да бисте ослободили напрезање дела у калупу.
– Дизајнирајте делове са перлама за укрућење или рељефима за закључавање облика.
Изазов 2: Убрзано хабање алата
Тврде микроструктуре (мартензит, бејнит) у АХСС брусним површинама алата 3–10× брже од меког челика.
Решења:
– Користите Д2 или ДЦ53 алатни челик са ПВД премазом (ТиАлН или ЦрН) за умерене запремине.
– Пређите на карбидне уметке или ПМ (металургија праха) алатне челике (АСП-23, ВАНАДИС 4Е) за производњу великих количина.
– Повећајте зазор матрице на 10–12% дебљине материјала (у односу на 5–7% за меки челик).
– Нанесите мазива са сувим филмом или под високим притиском да бисте смањили трење.
Изазов 3: Захтеви за заваривање
АХСС разреди захтевају пажљиву контролу параметара заваривања како би се избегло омекшавање зоне под утицајем топлоте (ХАЗ).
Решења:
– Користите отпорно тачкасто заваривање са прилагодљивом контролом струје.
– Оптимизујте силу електроде и време задржавања за сваки степен.
– Размислите о ласерском заваривању чеоних спојева где је контрола ХАЗ критична.
– Потврдите снагу завара према стандардима АВС Д8.1М или специфичним за ОЕМ.
Изазов 4: Пукотине при уским радијусима
ДП и мартензитне класе имају ограничено издужење (4–14%), чинећи кривине уског радијуса подложним пуцању.
Решења:
– Пројектовани минимални радијус савијања ≥ 2× дебљина материјала за ДП780; ≥ 4× за ДП1180.
– Усмерите кривине окомито на смер котрљања када је то могуће.
– Користите топло обликовање (200–300 °Ц) за најзахтевније геометрије.
– Размислите о прилагођеним завареним деловима — користите АХСС само тамо где је потребна чврстоћа и меки челик у зони формирања.
Опције обраде површине за челичне делове за штанцање
Површинска обрада штити од корозије, побољшава изглед и побољшава пријањање боје. Табела испод упоређује четири најчешће опције за делове од печата од челика.
| Третман | Процес | Тежина/дебљина премаза | Отпорност на слани спреј (сати) | Адхезија боје | Заварљивост након третмана | Релативна цена | Типична примена |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Електро-галванизовано (ЕГ) | Електроталожење цинка | 5–15 µм | 200–500 | Одлична | Добра | Ниско-средње | Изложене плоче за аутомобиле |
| Топло поцинковано (ГИ) | Потапање у растопљени цинк | 45–90 г/м² (обе стране) | 300–1,000 | Добро (након третмана) | Добро | Средњи | Панели апарата, ХВАЦ, конструкција |
| Фосфатирање (гвожђе или цинк) | Хемијска конверзија | 1–3 µм | 50–150 | Одлична | Добра | Веома ниско | Третман пре фарбања за све челичне делове |
| Електро-премаз | Електрофоретска боја | 15–25 µм | 500–1,000 | Н/А (је боја) | Лоша | Средњи | Аутомобилско подвозје, конзоле |
| Дацромет / Геомет | Цинк-алуминијум љуспице | 6–10 716 52 39 10 71 67 60–80 µм | 500–1,000+ | Добро | Добро | Средње-високо | Причвршћивачи, делови вешања, висока корозија |
| Прашкасти премаз | Електростатички спреј + печење | – За изложене површине класе А аутомобила: ЕГ + е-премаз + завршни премаз. | 1,000+ | Н/А (је завршна обрада) | Н/А | Средњи | Опрема за спољашњу употребу, намештај, кућишта |
Водич за избор:
ДФМ врхови за челичне делове за штанцање
– За конструкцијске делове у корозивним срединама: ГИ или Дацромет.
– За унутрашње држаче осетљиве на трошкове: фосфат + премаз у праху.
– За причвршћиваче са високом корозијом: Дацромет или Геомет.
Минимални пречник рупе
Принципи дизајна за производњу смањују трошкове калупа, побољшавају квалитет делова и скраћују време испоруке. Примените ове смернице током фазе концепта да бисте избегли касније скупе ревизије матрице.
Геометријска правила
- Минимални радијус савијања: 0,5× дебљина материјала за ЦР меки челик; 1,0–4,0× за АХСС (зависно од разреда).
- : ≥ дебљина материјала + радијус савијања да би се спречило изобличење.: ≥ дебљина материјала; ≥ 2× дебљина за рупе у областима са растезљивим прирубницама.
- Минимална ширина прирубнице: ≥ 3× дебљина материјала + радијус савијања.
- Удаљеност од зареза до савијањаДостижна толеранција
- Оријентација утора: Управно на линију савијања да би се избегло кидање.
Смернице за толеранцију
| Карактеристика | ±0,02 мм (после машинска обрада) | Са додатним операцијама |
|---|---|---|
| Бланк профил | ±0,05–0,10 мм | ±0,02 мм (фино брушење или бријање) |
| Положај рупе | ±0,05 мм | ≤ 0,10 мм |
| Угао савијања | ±1° | ±0,25° (кочница са ЦНЦ круном) |
| Равност | 0,2 мм/100 мм | 0,05 мм/100 мм (штанцање + димензионисање) |
| Оштрица за ивице | ±0,02 мм (накнадна обрада) | ≤ 0,03 мм (уклањање ивица) |
Оптимизација материјала и трошкова
- Стандардизујте мерач да бисте смањили материјал на деловима у складишту.
- ≤ 0,10 мм ефикасна 9216753 9816752 дела распоред траке — 60–75% искоришћења материјала је типично за прогресивне калупе; испод 55% оправдава редизајн.
- Размислите о комбиновању више делова у један жигосани склоп да бисте смањили број делова и операције спајања.
- Одредите површинску обраду само тамо где је потребно — селективно наношење или локализовани премаз штеде трошкове.
- Употреба шта је штанцање метала основе за избор између прогресивне матрице, трансферне матрице или тандем линије на основу запремине и сложености.
Често постављана питања
Која је разлика између СПЦЦ и СПЦЕ челика за штанцање?
СПЦЦ је хладно ваљани челик опште намене са максималним садржајем угљеника од 0,12%, погодан за једноставне кривине и плитка извлачења. СПЦЕ има нижу границу угљеника (≤0,08%), нижу количину мангана (≤0,40%) и значајно веће издужење (≥41% наспрам ≥37%), што га чини много бољим за операције дубоког извлачења. СПЦЕ такође има загарантовану р-вредност (однос пластичне деформације) од ≥1,6, што значи да је отпоран на стањивање током истезања. Користите СПЦЦ за конзоле и равне делове; користите СПЦЕ када део захтева дубоко извлачење или сложено обликовање.
Када треба да користим топло ваљани челик уместо хладно ваљаног челика за штанцање?
Одаберите топло ваљани челик када је део структурални, а не козметички, мерач прелази 3,2 мм (изван већине доступности хладно ваљаних), нису потребне чврсте толеранције димензија или је цена примарни покретач. Топло ваљани челик кошта 15–25% мање по тони и има веће издужење, што помаже у савијању и формирању дебелих профила. Међутим, његова млинска површина захтева пескарење или кисељење пре фарбања, а толеранције дебљине су ±0,10–0,15 мм у односу на ±0,02–0,05 мм за хладно ваљане.
Како да спречим пуцање приликом штанцања напредног челика високе чврстоће?
Пукотине у АХСС-у се обично јављају на радијусима савијања који су сувише чврсти за способност издужења слоја. За ДП590, пројектовани радијуси савијања ≥ 1× дебљина материјала; за ДП780, ≥ 1,5×; за ДП980, ≥ 2,5×; и за мартензитне класе (МС1200), ≥ 5× дебљине. Усмерите кривине окомито на смер ваљања, користите мазива под високим притиском и размотрите топло обликовање (200–300 °Ц) за најзахтевније геометрије. Покретање ФЕА симулације пре конструкције калупа рано идентификује ризик од пуцања.
Која је обрада површине најбоља за делове за штанцање челика на отвореном?
За дуготрајно излагање на отвореном, топло цинковање (ГИ) обезбеђује најбољи однос цене и заштите са 300–1000 сати отпорности на слани спреј у зависности од тежине премаза. За делове који захтевају декоративну завршну обраду, премаз у праху преко фосфатиране површине пружа одличну отпорност на корозију (1.000+ сати слани спреј) са опцијама боја и текстура. Дацромет или Геомет цинк-алуминијумски љуспичасти премази су идеални за причвршћиваче и мале делове где су уједначеност дебљине премаза и ризик од водоничне кртости забринути.
Која је добра стопа искоришћења материјала за прогресивно штанцање челика?
Стопа искоришћења материјала од 60–75% се сматра добром за прогресивно штанцање челичних делова. Стопе испод 55% сугеришу да распоред делова треба да се прегледа ради оптимизације угнежђења — уобичајена побољшања укључују ротирање оријентације дела, дељење линија обрезивања између суседних делова или редизајн геометрије носеће траке. За једноставне правоугаоне делове могуће је искористити преко 75%. Било који комад украса треба проценити за секундарну употребу мањих делова са исте траке.
Закључак
Успешно штанцање челика почиње усклађивањем класе са применом. Благи челик (СПЦЦ–СПЦЕ) исплативо рукује већином делова опште намене, док АХСС разреди (ДП, ТРИП, ЦП, МС) испоручују однос чврстоће и тежине који захтевају аутомобилске и индустријске апликације — на рачун строже контроле процеса и тврђег алата. Избор површинске обраде, толеранције и принципи ДФМ даље одређују да ли жигосани челични део пружа поуздане перформансе по конкурентној цени.
Спремни да разговарате о вашем следећем пројекту штанцања челика? Контактирајте Метал Стампинг Партс Лтд за инжењерску подршку, упутства за избор материјала и конкурентну понуду за производњу.