Vật liệu dập kim loại: các đặc tính quyết định chi tiết tạo hình ra sao
Vật liệu quyết định hình dạng nào khả thi, mức uốn gắt đến đâu, máy dập cần bao nhiêu lực và khuôn dùng được bao lâu. Dưới đây là các vật liệu dập thông dụng và những đặc tính quan trọng.
Các vật liệu dập thông dụng
Các mác và khoảng độ dày điển hình mà các xưởng chạy thường xuyên nhất, không phải giới hạn của máy. Tên mác trong ngoặc là các mác tương đương gần nhất của Nhật Bản và châu Âu.
| Vật liệu | Mác điển hình | Độ dày điển hình | Khả năng tạo hình | Đàn hồi ngược | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|
| Thép cán nguội | 1008, 1010 (SPCC, DC01) | 0.4 đến 6 mm | Cao | Thấp | Lựa chọn mặc định cho giá đỡ và nắp. Cần dầu, mạ hoặc sơn để chống gỉ. |
| Thép cán nóng tẩy gỉ | HRPO, A1011 | 1.5 đến 8 mm | Trung bình | Thấp | Chi tiết nặng hơn. Bề mặt thô hơn và dung sai độ dày rộng hơn thép cán nguội. |
| Thép mạ kẽm | G60, G90 (SGCC, DX51D) | 0.4 đến 3 mm | Trung bình | Thấp | Cạnh cắt bị lộ kim loại trần. Lớp phủ có thể bong ở chỗ uốn gắt và cháy ở mối hàn. |
| Thép HSLA | Giới hạn chảy 340 đến 550 MPa | 0.8 đến 6 mm | Trung bình đến thấp | Cao | Cho phép chi tiết mỏng và nhẹ hơn. Cần lực ép lớn hơn và mòn dụng cụ nhanh hơn. |
| Inox 301 | 1/4 đến cứng hoàn toàn | 0.1 đến 2 mm | Trung bình | Cao | Hóa bền khi gia công và giữ độ đàn hồi. Dùng cho kẹp và tiếp điểm. |
| Inox 304 | 304, 304L, 316 | 0.3 đến 3 mm | Cao khi đã ủ | Trung bình | Hóa bền khi gia công và dễ bị kẹt dính. Cần lực ép khoảng 1.5 lần thép mềm. |
| Inox 430 | Ferrit, có từ tính | 0.4 đến 3 mm | Trung bình | Trung bình | Chi phí niken thấp hơn. Kém dẻo hơn 304, nên dập vuốt sâu khó hơn. |
| Nhôm 3003, 5052 | H14, H32 | 0.5 đến 4 mm | Tốt | Trung bình | Mềm và nhẹ. Dễ trầy và kẹt dính, và để lại các mảnh vụn nhỏ ở mép cắt. |
| Nhôm 6061 | T4, T6 | 0.5 đến 4 mm | Thấp ở T6 | Trung bình đến cao | Nứt ở chỗ uốn gắt khi ở T6. Tạo hình ở T4 hoặc đã ủ, rồi hóa già lên T6. |
| Đồng | C11000 | 0.1 đến 3 mm | Cao | Thấp | Dẫn điện tốt nhất. Mềm nên dễ bị trầy. Dùng cho thanh cái và tiếp điểm. |
| Đồng thau | C260 (đồng thau đạn) | 0.1 đến 2 mm | Cao | Trung bình | Đầu cốt và vỏ dập vuốt. Ủ khử ứng suất sau dập vuốt sâu ngăn nứt do ứng suất theo thời gian. |
| Đồng phosphor | C510 | 0.1 đến 1.5 mm | Trung bình | Trung bình đến cao | Lò xo và tiếp điểm có thể uốn nhiều lần mà không bị mỏi. |
| Đồng beryllium | C172 | 0.05 đến 1 mm | Trung bình khi đã ủ | Trung bình | Độ bền cao nhất trong các hợp kim đồng sau khi hóa già. Cần kiểm soát khi thao tác. |
| Thép lò xo | 1074, 1095 | 0.2 đến 2 mm | Thấp | Cao | Tạo hình khi còn mềm rồi nhiệt luyện, hoặc mua loại đã tôi sẵn cho các đường uốn đơn giản. |
Các đặc tính quyết định khả năng dập
Mười đặc tính giải thích phần lớn các vấn đề khi dập. Một xưởng hỏi về chúng sớm là đang đọc chi tiết của bạn, chứ không chỉ định giá.
- Độ giãn dài và giá trị nĐộ giãn dài là mức kim loại giãn ra trước khi nứt. Giá trị n cho biết kim loại mỏng đi đều đến đâu khi bị kéo giãn. Cả hai quan trọng nhất khi dập vuốt và tạo hình.
- Giá trị rKhả năng chống mỏng đi khi tấm bị kéo vào khuôn. Giá trị r cao hơn cho phép vuốt cốc sâu hơn, đó là lý do thép dùng cho dập vuốt được bán theo chỉ số này.
- Tỷ lệ giới hạn chảy trên giới hạn bềnTỷ lệ thấp cho biên độ rộng giữa lúc bắt đầu tạo hình và lúc gãy. Hợp kim cường độ cao có ít biên độ và nứt sớm hơn.
- Hóa bền khi gia côngKim loại trở nên cứng hơn và bền hơn khi bị tạo hình. Inox 304 và 301 hóa bền nhanh, nên các trạm sau cần thêm lực và đôi khi cần ủ.
- Đàn hồi ngượcKim loại đã uốn mở ra một phần sau khi khuôn nâng lên. Mức này tăng theo độ bền và giảm theo độ cứng vững, nên HSLA, inox và nhôm đàn hồi ngược nhiều hơn thép mềm. Khuôn uốn quá góc mục tiêu để bù lại.
- Hướng thớTấm cán uốn tốt hơn khi uốn vuông góc với hướng cán so với dọc theo hướng cán. Hãy nhờ xưởng chạy đường uốn vuông góc với thớ ở những chỗ uốn gắt.
- Trạng thái nhiệt luyện và độ cứngCùng một hợp kim có loại mềm và loại cứng. Trạng thái cứng cần bán kính lớn hơn, lực ép lớn hơn và dễ nứt hơn.
- Lớp phủ và bề mặtCác lớp kẽm, thiếc và niken có thể nứt hoặc bị chà trét. Chất lượng bề mặt được giữ lại qua quá trình dập, nên chi tiết yêu cầu thẩm mỹ cần dải sạch và thao tác có bảo vệ.
- Dung sai độ dày và độ phẳngĐộ cong cuộn, độ lệch và biến thiên độ dày làm thay đổi cách khuôn hoạt động. Dải chính xác đắt hơn và giữ cả hai tốt hơn.
- Mòn dụng cụ và ba viaVật liệu mài mòn và cứng làm cùn lưỡi cắt nhanh hơn và tăng chiều cao ba via. Vảy cán trên thép cán nóng cũng gây hiệu ứng tương tự.
Bán kính uốn trong nhỏ nhất điển hình
Cho đường uốn 90 độ với đường uốn vuông góc với hướng cán. Giá trị thấp áp dụng cho trạng thái mềm. Trạng thái cứng hơn, phôi dày hơn và đường uốn dọc theo thớ cần lớn hơn.
Đây là điểm xuất phát. Xưởng xác nhận bán kính cho mác, trạng thái và độ dày của bạn trước khi cắt khuôn.
| Vật liệu | Bán kính nhỏ nhất điển hình |
|---|---|
| Thép cán nguội | 0.5 đến 1 lần độ dày |
| Thép HSLA, giới hạn chảy 340 đến 550 MPa | 1.5 đến 3 lần độ dày |
| Inox 304, đã ủ | 1 lần độ dày |
| Inox 301, theo trạng thái | 1 đến 3 lần độ dày |
| Nhôm 5052-H32 | 1 đến 2 lần độ dày |
| Nhôm 6061-T6 | 2.5 đến 4 lần độ dày |
| Đồng thau C260, nửa cứng | 1 lần độ dày |
| Đồng phosphor, theo trạng thái | 1 đến 3 lần độ dày |
| Thép lò xo, đã ủ | 1 đến 3 lần độ dày |
Chọn vật liệu theo yêu cầu
Hãy bắt đầu từ việc chi tiết phải làm gì. Khi đó bản vẽ có thể ghi tên mác hoặc yêu cầu tính năng và để xưởng đề xuất vật liệu tương đương.
- Độ dẫn điệnĐồng, đồng thau, đồng phosphor hoặc đồng beryllium. Chọn theo mức đàn hồi chi tiết cần.
- Chống ăn mònInox 304 hoặc 316, nhôm hoặc thép phủ. Thép phủ để lộ cạnh cắt trần.
- Tính đàn hồiInox 301, đồng phosphor, đồng beryllium hoặc thép lò xo, tùy nhiệt độ, số chu kỳ và chi phí.
- Giá mỗi chi tiết thấp nhấtThép cán nguội có lớp hoàn thiện mạ hoặc sơn, trừ khi chi tiết phải tự chịu được môi trường khi để trần.
- Trọng lượng nhẹNhôm 5052 cho chi tiết tạo hình. Thép HSLA khi chi tiết phải vẫn là thép nhưng có thể mỏng hơn.
- Vệ sinh bằng nước và tiếp xúc thực phẩmInox 304 hoặc 316, với lớp hoàn thiện bề mặt và quy trình hàn mà ứng dụng cho phép.
Biến thiên độ dày làm thay đổi cách khuôn chạy. Đọc về dung sai độ dày và bề rộng cuộn.
Câu hỏi thường gặp
Kim loại nào cũng dập được không?
Hầu hết kim loại tấm và dải đều dập được, miễn là đủ dẻo cho công đoạn đó. Hợp kim giòn nứt khi uốn và trạng thái cứng giới hạn mức uốn gắt. Hãy nhờ xưởng kiểm tra mác và trạng thái vật liệu so với hình dạng chi tiết của bạn.
Vật liệu nào rẻ nhất để dập?
Trong hầu hết trường hợp là thép cán nguội. Nó dễ tạo hình, ít mài mòn dụng cụ và sẵn hàng rộng rãi. Giá mỗi chi tiết còn phụ thuộc vào mức dùng dải và công đoạn thứ cấp, nên hợp kim đắt hơn vẫn có thể có lợi với chi tiết xếp hình tốt.
Vì sao chi tiết nhôm của tôi bị nứt ở chỗ uốn?
Thường là do trạng thái nhiệt luyện quá cứng so với bán kính uốn. Nhôm 6061 ở trạng thái T6 nứt khi uốn gắt. Hãy chuyển sang 5052 ở H32, hoặc tăng bán kính uốn trong. 6061 có thể được tạo hình ở T4 hoặc ủ rồi hóa già sau đó.
Đọc tiếp
Đã có bản vẽ? Hãy được kết nối.
Hãy gửi bản vẽ kèm vật liệu, độ dày và sản lượng hằng năm. Chúng tôi kết nối bạn với tối đa 3 xưởng dập và phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.