금속 프레스 소재: 부품의 성형을 결정하는 특성
소재가 가능한 형상, 굽힘의 엄격함, 프레스에 필요한 힘, 금형의 수명을 결정합니다. 일반적인 프레스 소재와 중요한 특성을 소개합니다.
일반적인 프레스 소재
업체가 가장 자주 가공하는 대표 등급과 두께 범위이며 장비의 한계가 아닙니다. 괄호 안의 등급명은 일본과 유럽의 유사 규격입니다.
| 소재 | 대표 등급 | 대표 두께 | 성형성 | 스프링백 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|
| 냉간압연강 | 1008, 1010 (SPCC, DC01) | 0.4~6 mm | 높음 | 낮음 | 브래킷과 커버의 기본 소재. 녹 방지를 위해 오일, 도금, 도장이 필요합니다. |
| 열간압연 산세강 | HRPO, A1011 | 1.5~8 mm | 보통 | 낮음 | 두꺼운 부품용. 냉간압연보다 표면이 거칠고 두께 공차가 느슨합니다. |
| 아연도금강 | G60, G90 (SGCC, DX51D) | 0.4~3 mm | 보통 | 낮음 | 전단한 가장자리는 소재가 노출됩니다. 작은 굽힘에서 코팅이 벗겨지고 용접부에서 타 버릴 수 있습니다. |
| 고장력강 (HSLA) | 항복 340~550 MPa | 0.8~6 mm | 보통에서 낮음 | 높음 | 부품을 더 얇고 가볍게 할 수 있습니다. 더 큰 톤수가 필요하고 공구가 더 빨리 마모됩니다. |
| 스테인리스 301 | 1/4 경질에서 완전 경질 | 0.1~2 mm | 보통 | 높음 | 가공 경화되어 스프링 성질을 유지합니다. 클립과 접점에 사용합니다. |
| 스테인리스 304 | 304, 304L, 316 | 0.3~3 mm | 풀림 상태에서 높음 | 보통 | 가공 경화와 눌어붙음이 있습니다. 연강의 약 1.5배 톤수가 필요합니다. |
| 스테인리스 430 | 페라이트계, 자성 | 0.4~3 mm | 보통 | 보통 | 니켈 비용이 낮습니다. 304보다 연성이 낮아 딥드로잉이 더 어렵습니다. |
| 알루미늄 3003, 5052 | H14, H32 | 0.5~4 mm | 좋음 | 보통 | 부드럽고 가볍습니다. 긁힘과 눌어붙음이 있고 절단면에 가는 슬리버가 남습니다. |
| 알루미늄 6061 | T4, T6 | 0.5~4 mm | T6에서 낮음 | 보통에서 높음 | T6에서는 작은 굽힘에서 갈라집니다. T4나 풀림 상태에서 성형한 뒤 T6로 시효 처리합니다. |
| 구리 | C11000 | 0.1~3 mm | 높음 | 낮음 | 전도성이 가장 좋습니다. 부드러워 쉽게 자국이 납니다. 버스바와 접점에 사용합니다. |
| 황동 | C260 (카트리지 황동) | 0.1~2 mm | 높음 | 보통 | 단자와 드로잉 쉘용. 딥드로잉 후 응력 제거로 시즌 크랙을 방지합니다. |
| 인청동 | C510 | 0.1~1.5 mm | 보통 | 보통에서 높음 | 피로 없이 여러 번 휘는 스프링과 접점용. |
| 베릴륨 구리 | C172 | 0.05~1 mm | 풀림 상태에서 보통 | 보통 | 시효 후 구리 합금 중 최고 강도. 취급 관리가 필요합니다. |
| 스프링강 | 1074, 1095 | 0.2~2 mm | 낮음 | 높음 | 연한 상태에서 성형한 뒤 열처리하거나, 단순한 굽힘에는 선경화재를 구매합니다. |
프레스 가공성을 결정하는 특성
열 가지 특성이 프레스 문제의 대부분을 설명합니다. 이를 일찍 묻는 업체는 가격만 매기는 것이 아니라 부품을 읽고 있는 것입니다.
- 연신율과 n값연신율은 금속이 갈라지기 전까지 늘어나는 정도입니다. n값은 늘어날 때 얼마나 고르게 얇아지는지를 나타냅니다. 둘 다 드로잉과 성형에서 가장 중요합니다.
- r값판이 끌려 들어가는 동안 얇아지는 것에 대한 저항입니다. r값이 높을수록 더 깊은 컵을 드로잉할 수 있어, 드로잉용 강판은 이 값으로 판매됩니다.
- 항복비비율이 낮으면 성형 시작부터 파단까지 여유가 넓습니다. 고강도 합금은 여유가 적어 더 빨리 갈라집니다.
- 가공 경화금속은 성형될수록 더 단단하고 강해집니다. 스테인리스 304와 301은 빠르게 경화되어 뒤쪽 스테이션에서 더 큰 힘과 때로는 풀림 처리가 필요합니다.
- 스프링백굽힌 금속은 금형이 올라가면 일부 벌어집니다. 강도가 클수록 커지고 강성이 클수록 작아지므로 HSLA, 스테인리스, 알루미늄은 연강보다 더 많이 되돌아옵니다. 금형은 이를 보정하기 위해 목표 각도를 넘어 굽힙니다.
- 압연 방향압연된 판은 압연 방향을 따라서보다 가로질러 굽힐 때 더 잘 굽혀집니다. 작은 굽힘에서는 굽힘선을 결 방향과 직각으로 하도록 업체에 요청하십시오.
- 조질과 경도같은 합금도 연질과 경질이 있습니다. 경질 조질은 더 큰 반경과 더 큰 톤수가 필요하고 더 쉽게 갈라집니다.
- 코팅과 표면아연, 주석, 니켈 층은 갈라지거나 번질 수 있습니다. 표면 마감은 프레스 후에도 남으므로 외관 부품에는 깨끗한 스트립과 보호된 취급이 필요합니다.
- 두께 공차와 평탄도코일 셋, 캠버, 두께 편차가 금형의 성능을 바꿉니다. 정밀 스트립은 비싸지만 둘 다 더 엄격하게 유지합니다.
- 공구 마모와 버연마성이 있거나 단단한 소재는 절단날을 더 빨리 무디게 하고 버 높이를 키웁니다. 열간압연강의 흑피도 같은 영향을 줍니다.
대표 최소 내측 굽힘 반경
굽힘선이 압연 방향과 직각인 90도 굽힘 기준입니다. 낮은 쪽은 연질 조질에 해당합니다. 더 단단한 조질, 더 두꺼운 소재, 결 방향을 따르는 굽힘에는 더 큰 값이 필요합니다.
이 값들은 출발점입니다. 업체가 금형을 가공하기 전에 등급, 조질, 두께에 맞는 반경을 확인합니다.
| 소재 | 대표 최소 반경 |
|---|---|
| 냉간압연강 | 두께의 0.5~1배 |
| 고장력강 (HSLA), 항복 340~550 MPa | 두께의 1.5~3배 |
| 스테인리스 304, 풀림 | 두께의 1배 |
| 스테인리스 301, 조질에 따라 | 두께의 1~3배 |
| 알루미늄 5052-H32 | 두께의 1~2배 |
| 알루미늄 6061-T6 | 두께의 2.5~4배 |
| 황동 C260, 1/2 경질 | 두께의 1배 |
| 인청동, 조질에 따라 | 두께의 1~3배 |
| 스프링강, 풀림 | 두께의 1~3배 |
요구 조건으로 소재 고르기
부품이 해야 할 일에서 시작하십시오. 도면에는 등급이나 성능을 적고, 동등품 제안은 업체에 맡길 수 있습니다.
- 전기 전도성구리, 황동, 인청동 또는 베릴륨 구리. 부품에 필요한 스프링 성질로 고릅니다.
- 내식성스테인리스 304 또는 316, 알루미늄, 또는 코팅강. 코팅강은 전단한 가장자리가 노출됩니다.
- 스프링 특성스테인리스 301, 인청동, 베릴륨 구리 또는 스프링강. 온도, 사이클 수, 비용에 따라 고릅니다.
- 가장 낮은 부품 단가도금 또는 도장 마감한 냉간압연강. 단, 부품이 소재 그대로 환경을 견뎌야 하는 경우는 제외합니다.
- 경량성형 부품에는 알루미늄 5052. 부품이 강이어야 하지만 더 얇게 할 수 있다면 HSLA강.
- 세척과 식품 접촉스테인리스 304 또는 316. 용도가 허용하는 표면 마감과 용접 방법을 함께 지정합니다.
두께 편차는 금형의 작동 방식을 바꿉니다. 코일 두께와 폭 공차에 대해 읽기.
자주 묻는 질문
어떤 금속이든 프레스 가공할 수 있습니까?
공정에 필요한 연성만 있으면 대부분의 판재와 스트립 금속이 가능합니다. 취성이 있는 합금은 굽힘에서 갈라지고, 경질 조질은 굽힘 정도를 제한합니다. 부품 형상에 맞춰 소재 등급과 조질을 업체에 확인해 달라고 요청하십시오.
프레스 가공에 가장 저렴한 소재는 무엇입니까?
대부분 냉간압연강입니다. 쉽게 성형되고, 공구 마모가 느리며, 재고가 널리 있습니다. 부품 단가는 스트립 사용량과 2차 가공에도 좌우되므로, 네스팅이 좋은 부품에서는 더 비싼 합금이 유리할 수도 있습니다.
알루미늄 부품이 굽힘부에서 갈라지는 이유는 무엇입니까?
대개 굽힘 반경에 비해 조질이 너무 단단하기 때문입니다. T6 상태의 알루미늄 6061은 작은 굽힘에서 갈라집니다. H32 상태의 5052로 바꾸거나 내측 반경을 키우십시오. 6061은 T4 상태로 성형하거나, 풀림 처리 후 나중에 시효 처리할 수 있습니다.
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