一般的なプレス加工用材料
加工会社が最もよく扱う代表的な材質と板厚の範囲で、機械の限界ではありません。括弧内の材質名は、日本と欧州のほぼ同等の規格です。
| 材料 | 代表的な材質 | 代表的な板厚 | 成形性 | スプリングバック | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| 冷間圧延鋼板 | 1008, 1010 (SPCC, DC01) | 0.4〜6 mm | 高 | 小 | ブラケットやカバーの標準材。防錆に油、めっき、塗装が必要です。 |
| 熱間圧延酸洗鋼板 | HRPO, A1011 | 1.5〜8 mm | 中 | 小 | 厚手の部品向け。冷間圧延より表面が粗く、板厚公差も緩くなります。 |
| 亜鉛めっき鋼板 | G60, G90 (SGCC, DX51D) | 0.4〜3 mm | 中 | 小 | せん断した縁は素地が露出します。小さな曲げでめっきが剥がれ、溶接部で焼失することがあります。 |
| 高張力鋼 (HSLA) | 降伏点 340〜550 MPa | 0.8〜6 mm | 中から低 | 大 | 部品を薄く軽くできます。トン数が増え、工具の摩耗も早まります。 |
| ステンレス 301 | 1/4硬質から全硬質 | 0.1〜2 mm | 中 | 大 | 加工硬化し、ばね性を保ちます。クリップや接点に使われます。 |
| ステンレス 304 | 304, 304L, 316 | 0.3〜3 mm | 焼きなまし材では高 | 中 | 加工硬化し、かじりが起こります。軟鋼のおよそ1.5倍のトン数が必要です。 |
| ステンレス 430 | フェライト系、磁性あり | 0.4〜3 mm | 中 | 中 | ニッケルコストが低い。304より延性が低いため、深絞りは難しくなります。 |
| アルミニウム 3003, 5052 | H14, H32 | 0.5〜4 mm | 良 | 中 | 柔らかく軽い。傷がつきやすくかじりも出て、切り口に細かい切り屑が残ります。 |
| アルミニウム 6061 | T4, T6 | 0.5〜4 mm | T6では低 | 中から大 | T6では小さな曲げで割れます。T4または焼きなまし状態で成形し、その後T6に時効処理します。 |
| 銅 | C11000 | 0.1〜3 mm | 高 | 小 | 導電性が最高。柔らかく傷がつきやすい。バスバーや接点に使われます。 |
| 黄銅 | C260 (七三黄銅) | 0.1〜2 mm | 高 | 中 | 端子や絞りシェル向け。深絞り後の応力除去で、時期割れを防ぎます。 |
| りん青銅 | C510 | 0.1〜1.5 mm | 中 | 中から大 | 何度もたわむばねや接点向け。疲労しにくい。 |
| ベリリウム銅 | C172 | 0.05〜1 mm | 焼きなまし材では中 | 中 | 時効処理後は銅合金で最高の強度。取り扱いの管理が必要です。 |
| ばね鋼 | 1074, 1095 | 0.2〜2 mm | 低 | 大 | 軟らかい状態で成形してから熱処理する、または単純な曲げ用に調質済みを購入します。 |
プレス加工性を決める特性
10の特性が、プレス加工の問題の大半を説明します。これらを早い段階で質問する加工会社は、価格を付けるだけでなく、部品をきちんと読んでいます。
- 伸びとn値伸びは、割れるまでに金属がどこまで伸びるかです。n値は、引き伸ばされたときにどれだけ均一に薄くなるかを示します。どちらも絞りと成形で最も重要です。
- r値板が引き込まれる間の、肉厚減少への抵抗です。r値が高いほど深いカップを絞れるため、絞り用鋼板はこの値で販売されます。
- 降伏比比が低いと、成形開始から破断までの余裕が広くなります。高強度合金は余裕が小さく、早く割れます。
- 加工硬化金属は成形されるほど硬く強くなります。ステンレス304と301は急速に硬化するため、後のステーションでは大きな力と、場合によっては焼きなましが必要です。
- スプリングバック曲げた金属は、金型が上がると少し開きます。強度が高いほど大きく、剛性が高いほど小さいため、HSLA、ステンレス、アルミは軟鋼より大きく戻ります。金型は、これを補うために目標角度を超えて曲げます。
- 圧延方向圧延板は、圧延方向に沿うより、直角に曲げる方が曲がりやすくなります。厳しい曲げでは、曲げ線を圧延方向と直角にするよう加工会社に依頼してください。
- 調質と硬さ同じ合金でも、軟質と硬質があります。硬い調質は大きな半径と大きなトン数が必要で、割れやすくなります。
- コーティングと表面亜鉛、すず、ニッケルの層は、割れたりこすれたりすることがあります。表面仕上げはプレス後も残るため、外観部品にはきれいなストリップ材と保護された取り扱いが必要です。
- 板厚公差と平面度コイルの巻き癖、そり、板厚のばらつきは、金型の性能を左右します。精密なストリップ材は高価ですが、両方をより厳しく保てます。
- 工具の摩耗とばり研磨性のある硬い材料は、刃先をより早く摩耗させ、ばり高さを増やします。熱間圧延鋼板の黒皮も同じ影響を与えます。
代表的な最小内側曲げ半径
圧延方向と直角に曲げ線を取った90度曲げの場合です。下限は軟質調質に対するものです。硬い調質、厚い材料、圧延方向に沿った曲げでは、さらに大きくなります。
これらは出発点です。加工会社は、金型を切る前に、材質、調質、板厚に対する半径を確認します。
| 材料 | 代表的な最小半径 |
|---|---|
| 冷間圧延鋼板 | 板厚の0.5〜1倍 |
| 高張力鋼 (HSLA)、降伏点 340〜550 MPa | 板厚の1.5〜3倍 |
| ステンレス 304、焼きなまし材 | 板厚の1倍 |
| ステンレス 301、調質による | 板厚の1〜3倍 |
| アルミニウム 5052-H32 | 板厚の1〜2倍 |
| アルミニウム 6061-T6 | 板厚の2.5〜4倍 |
| 黄銅 C260、1/2硬質 | 板厚の1倍 |
| りん青銅、調質による | 板厚の1〜3倍 |
| ばね鋼、焼きなまし材 | 板厚の1〜3倍 |
要求条件から材料を選ぶ
部品が果たすべき機能から始めてください。図面には材質または性能を記載し、同等品の提案は加工会社に任せることができます。
- 導電性銅、黄銅、りん青銅、ベリリウム銅。部品に必要なばね性で選びます。
- 耐食性ステンレス304または316、アルミ、またはコーティング鋼板。コーティング鋼板は、せん断した縁が露出します。
- ばね特性ステンレス301、りん青銅、ベリリウム銅、ばね鋼。温度、繰り返し回数、コストで選びます。
- 最低の部品単価めっきまたは塗装仕上げの冷間圧延鋼板。ただし、素地のままで使用環境に耐える必要がある場合は除きます。
- 軽量化成形部品にはアルミニウム5052。鋼のままで薄くできる部品にはHSLA鋼。
- 洗浄と食品接触ステンレス304または316。用途が許容する表面仕上げと溶接方法を指定します。
板厚のばらつきは、金型の動作に影響します。コイルの板厚と幅の公差について読む.
よくあるご質問
どんな金属でもプレスできますか。
加工に必要な延性があれば、ほとんどの板材とストリップ材が可能です。もろい合金は曲げで割れ、硬い調質では曲げの厳しさが制限されます。部品の形状に対して、材質と調質を加工会社に確認してもらってください。
プレス加工で最も安い材料は何ですか。
多くの場合、冷間圧延鋼板です。成形しやすく、工具の摩耗が遅く、広く在庫されています。部品単価はストリップの使用量と二次加工にも左右されるため、ネスティングのよい部品では高価な合金の方が安くなることもあります。
アルミ部品が曲げ部で割れるのはなぜですか。
多くは、曲げ半径に対して調質が硬すぎるためです。T6のアルミニウム6061は、小さな曲げで割れます。H32の5052に変えるか、内側の曲げ半径を大きくしてください。6061はT4で成形するか、焼きなましして後から時効処理する方法もあります。
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