Prozesseigenschaften häufig verwendeter Blechmaterialien

Neben der Form und Genauigkeit des zu bearbeitenden Teils und der dem Unternehmen zur Verfügung stehenden baulichen Ausstattung hängt die Bearbeitung des Teils auch stark von dem für das Teil verwendeten Material ab.Daher ist es wichtig, die Verarbeitungseigenschaften verschiedener Materialien zu analysieren und zu verstehen, die für den Verarbeitungsprozess von Blechteilen und die Entwicklung von Spezifikationen für den Produktionsbetrieb von großer Bedeutung sind.

Prozesseigenschaften von gewöhnlichem Kohlenstoffbaustahl

Im Allgemeinen bestehen Blechteile aus gewöhnlichem Kohlenstoffbaustahl (z. B. Q195, Q215, Q235 usw.) und hochwertigem Kohlenstoffbaustahl (z. B. 08, 10F, 20 usw.), die am häufigsten verwendet werden.Bei der Umformung gibt es nur wenige Einschränkungen, außer dass die Dickenzunahme durch die Verformungsgeschwindigkeit und die Erwärmung durch die obere Temperaturgrenze begrenzt ist.

Um bei der Verarbeitung von dickerem Plattenmaterial den Verformungsgrad des Plattenmaterials zu erhöhen, verringern Sie den Verformungswiderstand des Plattenmaterials, insbesondere bei Warmumformung oder teilweiser Erwärmung des Rohlings im Tiefzieh- und Umformprozess, eine Erwärmung sollte jedoch vermieden werden B. Kohlenstoffstahl, der auf 200 bis 400 ° C erhitzt wird, da der Alterungseffekt (Einschlüsse in Form von Niederschlägen in der Gleitoberflächenausfällung der Korngrenze) die Plastizität verringert und die Verformungsbeständigkeit zunimmt. Dieser Temperaturbereich wird als blau spröde bezeichnet Zone Dieser Temperaturbereich wird als blaue Sprödzone bezeichnet. Wenn die Leistung des Stahls nachlässt, kann es leicht zu Sprödbrüchen kommen, der Bruch ist blau.Und im Bereich von 800 bis 950 °C tritt eine heiße, spröde Zone auf, so dass die Plastizität verringert wird. Daher sollte beim Tiefziehen der Platte im heißen Zustand besonderes Augenmerk auf die tatsächliche Verformung bei der Heißpresstemperatur gelegt werden in der blauen Sprödzone und der heißen Sprödzone.Beim Betrieb sollten die Heizgeräte und die Presse zwischen dem Ort der Verformung und der Heißpresstemperatur berücksichtigt und die Kühlblasgeräte sorgfältig eingesetzt werden, um das Auftreten blauer Sprödigkeit und heißer Sprödigkeit zu vermeiden.

Prozesseigenschaften von legierten Stählen

Der bei der Herstellung von Blechstrukturteilen üblicherweise verwendete legierte Stahl ist in der Regel 16Mn, 15MnV und andere niedriglegierte hochfeste Baustähle. Ihre Prozesseigenschaften sind wie folgt.

●16 Mio.16Mn-Stahl wird im Allgemeinen im warmgewalzten Zustand geliefert, es ist keine Wärmebehandlung erforderlich, insbesondere bei Walzstahl mit einer Dicke von weniger als 20 mm, seine mechanischen Eigenschaften sind sehr hoch, daher wird im Allgemeinen direkt danach das Heißpressen durchgeführt.Bei einer Dicke von mehr als 20 mm kann nach einer Normalisierungsbehandlung eine Stahlplatte verwendet werden, um die Streckgrenze und die Schlagzähigkeit des Stahls bei niedrigen Temperaturen zu verbessern.

Darüber hinaus ist seine Brennschneidleistung mit der von gewöhnlichem Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gleich.Die Brennschneidkante liegt 1 mm innerhalb der Härtungsneigung, ist aber aufgrund des Härtungsbereichs sehr schmal und kann durch Schweißen beseitigt werden.Daher erfordert die Brennschnittkante dieses Stahls keine mechanische Bearbeitung und kann direkt geschweißt werden.

Die Leistung des Kohlenstofflichtbogen-Gashobelns ist auch die gleiche wie die von gewöhnlichem Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.Obwohl innerhalb der Kante des Gashobelns eine Härtungsneigung besteht, ist der Härtungsbereich ebenfalls sehr schmal und kann durch Schweißen beseitigt werden. Daher erfordert die Gashobelkante dieser Stahlsorte keine mechanische Bearbeitung und kann direkt geschweißt werden.Das Ergebnis ist im Wesentlichen die gleiche Härte der Wärmeeinflusszone wie beim Schweißen nach der Bearbeitung.

Im Vergleich zu Q 235 liegt die Streckgrenze von 16Mn-Stahl über 345 MPa und damit höher als bei Q 235, sodass die Kaltumformkraft höher ist als bei Q 235-Stahl.Bei warmgewalztem Stahl mit großen Dicken können die Kaltumformeigenschaften durch Normalisieren oder Glühen erheblich verbessert werden.Wenn die Dicke des Blechs jedoch eine bestimmte Dicke erreicht (t ≥ 32), muss es nach der Spannungsarmglühbehandlung kalt umgeformt werden.

Beim Erhitzen auf mehr als 800 °C können gute Warmumformeigenschaften erzielt werden, die Erwärmungstemperatur von 16Mn-Stahl sollte jedoch 900 °C nicht überschreiten, da sonst leicht eine Überhitzungsorganisation auftritt und die Schlagzähigkeit des Stahls verringert wird.

Darüber hinaus ändert sich bei 16Mn-Stahl durch dreimaliges Erhitzen mit orthopädischer Flamme und Abkühlen mit Wasser nach den mechanischen Eigenschaften keine wesentliche Änderung, wobei das ursprüngliche Grundmaterial die gleiche Beständigkeit gegen Sprödschäden aufweist. Daher kann der Stahl orthopädisch durch Wasserfeuer erhitzt werden, ist jedoch dynamisch Die Ladestruktur ist nicht für orthopädische Wasserfeuer geeignet.

●15MnV.dünnes 15MnV- und 15MnTi-Stahlblech, dessen Scher- und Kaltwalzeigenschaften denen von 16Mn-Stahl ähneln, aber die Blechdicke t ≥ 25 mm warmgewalztes Stahlblech beträgt, in der Scherkante ist es aufgrund der Scherung der Kalthärtung, die durch kleine Risse verursacht wird, leicht zu verbergen .Dieser Riss könnte vor der Stahlfabrik entstanden sein.Daher sollten die Qualitätskontrollen verstärkt werden, aber sobald sie gefunden werden, sollten sie nach dem Brennschneiden oder der mechanischen Bearbeitung der gerissenen Kante entfernt werden.Darüber hinaus kann die dickere warmgewalzte 15MnV-Stahlplatte, die kaltgewalzt wird und leicht Brüche erzeugt, auf 930 bis 1000 °C normalisiert werden, um ihre Plastizität und Zähigkeit zu verbessern und die Kaltwalzleistung zu verbessern.

Darüber hinaus hat diese Art von Stahl die Warmumformung und die orthopädische Warmumformung, eine Erwärmungstemperatur von 850 bis 1100 °C und eine mehrfache Erwärmung haben keinen signifikanten Einfluss auf die Streckgrenze.und gute Brennschneidleistung, die Leistung beim Kohlelichtbogen-Gashobeln ist ebenfalls gut, das Kohlenlichtbogen-Gashobeln beeinträchtigt die Leistung von Schweißverbindungen ohne nachteilige Auswirkungen.

Mit der gleichen Prozessleistung wie Stahl der Klasse 15MnV umfasst er auch 15MnTi, 15MnVCu, 15MnVRE, 15MnNTiCu usw. .

●09Mn2Cu, 09Mn2.Diese Stahlsorte weist eine bessere Kaltprägeleistung auf.Kaltwalzverfahren für 09Mn2Cu, 09Mn2, 09Mn2Si dicke Stahlplatten, Heißpressverfahren, Gasschneiden, Kohlenstofflichtbogen-Gashobeln, Flammrichten und auch Q235.

●18MnMoNb.Die Kerbempfindlichkeit dieser Stahlsorte ist hoch, das Flammengasschneiden des Schnitts neigt zur Verhärtung. Um Risse beim Biegen zu verhindern, sollte das Gasschneiden der Stahlplatte bei 580 °C Isolierung 1 Stunde lang und spannungsarm geglüht werden.

Prozessleistung von Edelstahl

Es gibt viele Arten von Edelstahl, die je nach chemischer Zusammensetzung in zwei Kategorien unterteilt werden können, nämlich Chromstahl und Nickel-Chrom-Stahl.Chromstahl enthält eine große Menge Chrom oder eine kleine Menge Nickel, Titan und andere Elemente;Nickel-Chrom-Stahl enthält eine große Menge Chrom und Nickel oder eine kleine Menge Titan, Molybdän und andere Elemente.Gemäß den verschiedenen metallografischen Organisationen werden sie in verschiedene Kategorien unterteilt, z. B. austenitisch, ferritisch und martensitisch.Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung und metallografischen Organisation weisen die mechanischen Eigenschaften verschiedener Arten von Edelstahl, die chemischen Eigenschaften und die physikalischen Eigenschaften ebenfalls große Unterschiede auf, so dass die Prozessschwierigkeiten bei der Anwendung von Edelstahlmaterialien relativ zugenommen haben.

Es werden üblicherweise zwei Arten von Edelstahl verwendet.

Kategorie A: martensitischer Chromstahl, wie 1Cr 13, 2Crl 3, 3Crl 3, 4Crl 3 usw.

Kategorie B: gehört zum austenitischen Nickel-Chrom-Stahl, wie 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9 usw.

Die beiden oben genannten Edelstahlarten weisen die folgenden Verarbeitungseigenschaften auf.

●Um eine gute Plastizität zu erreichen, sollte das Material in einen weichen Zustand gebracht werden, also einer Wärmebehandlung unterzogen werden.Die Erweichungswärmebehandlung von Edelstahl der Klasse A ist Glühen, die Erweichungswärmebehandlung von Edelstahl der Klasse B ist Abschrecken.

●Im weichen Zustand weisen die mechanischen Eigenschaften der beiden Arten von Edelstahl eine gute Verarbeitbarkeit auf, insbesondere bei guter Stanzverformbarkeit, geeignet für die Verformung des Grundprozesses des Stanzens, aber die Materialeigenschaften von Edelstahl im Vergleich zu gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, ist sehr unterschiedlich, auch wenn das Edelstahlmaterial zum Tiefziehen verwendet wird, ist die vertikale Plastizität der anisotropen Eigenschaften des Wertes viel geringer als bei gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, und gleichzeitig ist aufgrund der hohen Streckgrenze die Kaltumformung gravierend , so dass nicht nur im Tiefziehprozess leicht Falten entstehen, und das Plattenmaterial in der konkaven Matrizenecke der Biege- und Rückbiegeverformung, die durch den Rückprall verursacht wird, häufig in der Seitenwand der Teile, um eine Vertiefung oder Durchbiegung zu bilden .Daher ist beim Tiefziehen von Edelstahl eine sehr hohe Druckkraft erforderlich und eine sorgfältige Einstellung der Form erforderlich.

Aufgrund des Kalthärtungsphänomens von Edelstahl ist es sehr stark, dass beim Tiefziehen leicht Falten entstehen. Daher müssen im eigentlichen Betrieb einige der folgenden Maßnahmen ergriffen werden, um den reibungslosen Ablauf des Tiefziehens sicherzustellen: im Allgemeinen in jeder Tiefe Ziehen nach dem Zwischenglühen, Edelstahl ist nicht wie weicher Stahl, kann nach 3 bis 5 Mal zum Zwischenglühen sein, normalerweise nach jedem Tiefziehen zum Zwischenglühen;Verformung von großen Tiefziehteilen, die endgültige Nach dem Tiefziehen und Umformen folgt die Wärmebehandlung zur Beseitigung der inneren Eigenspannung, andernfalls entstehen Risse in den Tiefziehteilen. Die Wärmebehandlungsspezifikation für die Eigenspannung ist eine Erwärmung des rostfreien Stahls Temperatur von 250 ~ 400 ℃, B-Edelstahl-Heiztemperatur von 350 ~ 450 ℃, und dann in der oben genannten Temperaturisolierung 1 ~ 3 Stunden;Mit der Warmziehmethode können bessere technische und wirtschaftliche Ergebnisse erzielt werden, beispielsweise bei 1Cr18Ni9-Edelstahl, der auf 80 bis 120 °C erhitzt wird. Dadurch können die Materialverarbeitungshärtung und die innere Eigenspannung verringert, der Grad der Tiefziehverformung verbessert und der Ziehkoeffizient verringert werden.Austenitischer Edelstahl wird jedoch auf eine höhere Temperatur (300–700 °C) erhitzt und kann seinen Stanzprozess nicht weiter verbessern.Beim Tiefziehen komplexer Teile sollte die Verwendung einer hydraulischen Presse, einer gewöhnlichen hydraulischen Presse und anderer Geräte gewählt werden, damit bei der Verformung keine hohe Tiefziehgeschwindigkeit (0,15 bis 0,25 m/s oder so) erforderlich ist und bessere Ergebnisse erzielt werden können .

●Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl oder Nichteisenmetall ist ein weiteres Merkmal des Edelstahlstanzens die hohe Verformungskraft und der große elastische Rücksprung.Um die Genauigkeit der Größe und Form der Stanzteile sicherzustellen, ist daher manchmal eine Erhöhung des Beschnitts, der Korrektur und der erforderlichen Wärmebehandlung erforderlich.

●Die Streckgrenze von austenitischem Edelstahl variiert stark zwischen verschiedenen Sorten. Achten Sie daher beim Scheren und Formen auf die Kapazität der Verarbeitungsausrüstung.

Prozessleistung von Nichteisenmetallen und -legierungen

Für Nichteisenmetalle und -legierungen im Umformprozess, die mit der Ausrüstung in Kontakt kommen, werden höhere Anforderungen an die Glätte der Oberfläche der Formen gestellt.

●Kupfer und Kupferlegierungen.Häufig verwendete Kupfer- und Kupferlegierungen sind reines Kupfer, Messing und Bronze.Reines Kupfer und die Messingsorten H62 und H68, Stanzverfahren sind gut, im Vergleich zu H62 ist die Kaltverfestigung intensiver als bei H68.

Bronze wird für Korrosionsbeständigkeit, Federn und verschleißfeste Teile verwendet und die Leistung variiert erheblich zwischen den Sorten.Im Allgemeinen ist Bronze beim Stanzen schlechter als Messing, und Bronze ist beim Kalthärten fester als Messing, was häufiges Zwischenglühen erfordert.

Die meisten Messinge und Bronzen haben im heißen Zustand (600 bis 800 °C darunter) einen guten Stanzprozess, aber das Erhitzen bringt große Unannehmlichkeiten für die Produktion mit sich, und Kupfer und viele Kupferlegierungen im Zustand von 200 bis 400 °C , aber die Plastizität hat im Vergleich zur Raumtemperatur eine große Verringerung, weshalb im Allgemeinen nicht das Heißprägen verwendet wird.

●Aluminiumlegierungen.Die üblicherweise in Blechbauteilen verwendeten Aluminiumlegierungen sind hauptsächlich Hartaluminium, rostfreies Aluminium und Knetaluminium.

Rostfreies Aluminium besteht hauptsächlich aus Aluminium-Mangan- oder Aluminium-Magnesium-Legierungen. Der Wärmebehandlungseffekt ist sehr gering. Nur durch Kalthärtung zur Verbesserung der Festigkeit weist es eine mäßige Festigkeit und eine ausgezeichnete Plastizität und Korrosionsbeständigkeit auf.Hartaluminium und Knetaluminium sind Aluminiumlegierungen, die durch Wärmebehandlung verstärkt werden können.Das meiste bearbeitete Aluminium ist eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung mit hoher Festigkeit im heißen Zustand, schlechter Wärmebehandlungsverfestigungswirkung und guter Plastizität im geglühten Zustand, geeignet für die Stanz- und Schmiedeverarbeitung.Hartaluminium ist eine Aluminium-Kupfer-Magnesium-Legierung mit hoher Festigkeit und guter Wärmebehandlungsverfestigungswirkung.

Rostfreies Aluminium kann geglüht werden, um maximale Plastizität zu erreichen, hartes Aluminium und bearbeitetes Aluminium können geglüht und abgeschreckt werden, um maximale Plastizität zu erreichen.Sie weisen im abgeschreckten Zustand eine höhere Plastizität und insgesamt bessere mechanische Eigenschaften beim Stanzen auf und weisen somit einen besseren Stanzprozess auf als im geglühten Zustand.

Hartaluminium und Knetaluminium gehören zu den Wärmebehandlungen, die die Aluminiumlegierung verstärken können. Sie haben die Eigenschaft, dass sie sich nach dem Abschrecken mit zunehmender Zeit allmählich verstärken. Dieses Phänomen wird als „Alterungsverstärkung“ bezeichnet.Die Altersstärkung hat einen bestimmten Entwicklungsprozess und die Entwicklungsgeschwindigkeit variiert von Klasse zu Klasse.Da diese Aluminiumlegierungen die Eigenschaften einer Alterungsverfestigung aufweisen, muss der Stanzprozess dieser Aluminiumlegierungen abgeschlossen sein, bevor die Entwicklung der Alterungsverfestigung abgeschlossen ist. Im Allgemeinen verlangt die Werkstatt, dass der Prozess innerhalb von 1,5 Stunden nach dem Abschrecken abgeschlossen ist.

Bei Aluminiumlegierungen sind Aluminium- und Magnesiumlegierungen (meist rostfreies Aluminium) stärker kaltverfestigt, sodass bei der Verwendung solcher Werkstoffe zur Herstellung komplexer Teile in der Regel 1 bis 3-maliges Zwischenglühen erforderlich ist.Nach dem Tiefziehen und Umformen erfolgt die Schlussglühung zur Beseitigung innerer Spannungen.

Um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, wird das Stanzen auch bei der Herstellung von Aluminiumlegierungen im warmen Zustand eingesetzt.Das Warmprägen wird meist bei kaltgehärteten Werkstoffen eingesetzt.Nach der Erwärmung (ca. 100–200 °C) behält das Material einen Teil seiner Kalthärtung und verbessert seine Plastizität, was den Grad der Stanzverformung und die Maßhaltigkeit der Stanzteile verbessert.

Beim Warmprägen muss die Heiztemperatur streng kontrolliert werden. Eine zu niedrige Temperatur führt zu Rissen in den gestanzten Teilen, eine zu hohe Temperatur führt zu einer starken Verringerung der Festigkeit und auch zu Rissen.Während des Prägevorgangs neigt die konvexe Matrize zur Überhitzung und führt ab einer bestimmten Temperatur dazu, dass das Prägematerial stark erweicht und das Tiefziehteil bricht.Wenn die Temperatur der konvexen Matrize auf weniger als 50–75 °C gehalten wird, kann der Verformungsgrad beim Warmtiefziehen verbessert werden.Beim Warmprägen müssen spezielle hitzebeständige Schmiermittel verwendet werden.

●Titan und Titanlegierungen.Titan und Titanlegierungen sind schlechter verarbeitbar, weisen eine höhere Festigkeit, hohe Verformungskräfte und eine starke Kaltverfestigung auf und werden hauptsächlich zum Warmumformen verwendet, mit Ausnahme einiger Sorten, die für Teile mit geringer Verformung kaltumformbar sind.Die Heiztemperatur beim Heißprägen ist hoch (300–750 °C) und variiert je nach Sorte.Eine zu hohe Erhitzungstemperatur macht das Material spröde und ist nicht zum Prägen geeignet.Da Titan ein sehr chemisch aktives Element ist, sind die für die Chemie von Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff erforderlichen Temperaturen nicht hoch, und die mit Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff erzeugten Verbindungen sind die Hauptfaktoren, die zur Sprödigkeit führen, weshalb die Erwärmung von Titan und Legierungen ist streng limitiert.Wenn eine Hochtemperaturverarbeitung erforderlich ist, muss diese unter Schutzgas oder in einer vollständig geschützten, leckagefreien Verpackung für integrierte Erwärmung durchgeführt werden.Beim Bearbeiten von Stanzteilen aus Titan und Titanlegierungen sollte eine möglichst niedrige Stanzgeschwindigkeit gewählt werden.

Darüber hinaus kann Titan durch mechanische Methoden wie Sägen, Hochdruckwasserschneiden, Drehen, Rohrschneidemaschinen usw. abgeschnitten werden. Die Sägegeschwindigkeit sollte langsam sein, niemals Sauerstoff, Acetylenflamme und andere Gase zum Schneiden durch Erhitzen verwenden , aber auch das Radsägenschneiden sollte nicht verwendet werden, um die Wärmeeinflusszone des Einschnitts durch die Gasverschmutzung zu vermeiden, gleichzeitig ist der Einschnitt am Grat zu groß, aber auch um den Prozess der Gratbearbeitung zu erhöhen.

Titan- und Titanlegierungsrohre können kalt gebogen werden, aber das Rückprallphänomen ist offensichtlich, normalerweise beträgt die Temperatur bei Raumtemperatur das Zwei- bis Dreifache der Edelstahlrohre, daher muss das Kaltbiegen von Titanrohren zusätzlich mit der Rückprallmenge umgehen Der Kaltbiegeradius von Titanrohren darf nicht weniger als das 3,5-fache des Außendurchmessers des Rohrs betragen.Beim Kaltbiegen kann das Rohr mit trockenem Flusssand gefüllt und mit einem Holz- oder Kupferhammer gestampft werden, um das lokale Auftreten einer sehr schlechten Elliptizität oder das Phänomen der Faltenbildung zu verhindern.Bender Kaltbiegen, der Dorn sollte hinzugefügt werden.Beim Warmbiegen sollte die Vorwärmtemperatur 200 bis 300 °C betragen.

Für das 90°-Bördeln sollten 30°, 60°, 90° drei Formensätze verwendet werden, die in Etappen gepresst werden, um Risse zu vermeiden.