Propriedades de processo de materiais de chapa metálica comumente usados

Além do formato e precisão da peça a ser processada e dos equipamentos estruturais à disposição da empresa, o processamento da peça também está muito relacionado ao material utilizado na peça.Portanto, é importante analisar e compreender as propriedades de processamento de diferentes materiais, que são de grande importância para o processo de processamento de peças de chapa metálica e para o desenvolvimento de especificações de operação de produção.

Propriedades de processo de aço estrutural de carbono comum

De modo geral, as peças de chapa metálica são feitas de aço estrutural de carbono comum (por exemplo, Q195, Q215, Q235, etc.) e aço estrutural de carbono de alta qualidade (por exemplo, 08, 10F, 20, etc.), que são mais comumente usados.Existem poucas restrições à conformação, exceto que o aumento da espessura é limitado pela taxa de deformação e o aquecimento é limitado pelo limite superior de temperatura.

No processamento de material de placa mais espesso, a fim de aumentar o grau de deformação do material da placa, reduzir a resistência à deformação do material da placa, mais com conformação a quente ou aquecimento parcial do processo de estampagem e conformação profunda da peça bruta, mas deve evitar aquecimento em certas zonas de temperatura, como aço carbono aquecido a 200 ~ 400 ℃, porque o efeito de envelhecimento (inclusões na forma de precipitação na precipitação da superfície de deslizamento do limite de grão) para reduzir a plasticidade, a resistência à deformação aumentou, esta faixa de temperatura é chamada azul frágil zona Esta faixa de temperatura é chamada de zona frágil azul, quando o desempenho do aço se torna ruim, fácil de fraturar frágil, a fratura é azul.E na faixa de 800 ~ 950 ℃, e aparecerá uma zona quente e quebradiça, de modo que a plasticidade é reduzida, portanto, no processo de operação de estampagem profunda em estado quente da placa, deve prestar atenção especial à deformação real da temperatura de prensagem a quente não deve ser na zona frágil azul e na zona frágil quente.Na operação, deve-se considerar o equipamento de aquecimento e a prensa entre o local da deformação da temperatura de prensagem a quente, e o uso cuidadoso do equipamento de sopro de resfriamento para evitar a ocorrência de azul quebradiço e quebradiço a quente.

Propriedades de processo de ligas de aço

O aço-liga comumente usado na fabricação de peças estruturais de chapa metálica é geralmente 16Mn, 15MnV e outros aços estruturais de baixa liga e alta resistência, suas propriedades de processo são as seguintes.

●16Mn.O aço 16Mn é geralmente fornecido laminado a quente, nenhum tratamento térmico é necessário, especialmente para aço laminado com menos de 20 mm de espessura, suas propriedades mecânicas são muito altas, portanto, a prensagem a quente geralmente é usada diretamente após.Para espessuras superiores a 20 mm, a placa de aço, a fim de melhorar a resistência ao escoamento e a resistência ao impacto em baixas temperaturas do aço, pode ser usada após o tratamento de normalização.

Além disso, seu desempenho de corte a gás e aço estrutural comum de baixo carbono é o mesmo.Aresta de corte a gás de 1 mm dentro da tendência de endurecimento, mas devido à área de endurecimento ser muito estreita, pode ser eliminada por soldagem.Portanto, a aresta de corte a gás deste aço não requer processamento mecânico e pode ser soldada diretamente.

O desempenho do aplainamento a gás de arco de carbono também é o mesmo do aço estrutural comum de baixo carbono.Embora haja uma tendência de endurecimento dentro da borda do aplainamento a gás, a área de endurecimento também é muito estreita e pode ser eliminada por soldagem, portanto, a borda aplainadora a gás deste tipo de aço não requer processamento mecânico e pode ser soldada diretamente.O resultado é essencialmente a mesma dureza da zona afetada pelo calor como quando a soldagem é realizada após a usinagem.

Comparado com Q 235, a resistência ao escoamento do aço 16Mn está acima de 345 MPa, superior a Q 235, portanto a força de conformação a frio é maior que a do aço Q 235.Para grandes espessuras de aço laminado a quente, as propriedades de conformação a frio podem ser bastante melhoradas por normalização ou recozimento.Porém, quando a espessura da placa atinge uma determinada espessura (t ≥ 32), ela deve ser formada a frio após o tratamento térmico de alívio de tensões.

Quando aquecido a mais de 800 ℃, pode obter boas propriedades de conformação a quente, mas a temperatura de aquecimento do aço 16Mn não deve exceder 900 ℃, caso contrário, fácil de aparecer organização de superaquecimento, reduz a resistência ao impacto do aço.

Além disso, o aço 16Mn aquece três vezes a chama ortopédica e o resfriamento a água após as propriedades mecânicas não sofrerem alterações significativas, com o material de base original com a mesma resistência a danos frágeis, portanto, o aço pode ser ortopédico à água e ao fogo, mas o dinâmico a estrutura de carga não é adequada para ortopédicos contra incêndio em água.

●15MnV.placa de aço fina 15MnV e 15MnTi, suas propriedades de cisalhamento e laminação a frio e aço 16Mn semelhantes, mas a espessura da placa t ≥ 25mm placa de aço laminada a quente, na borda de cisalhamento é fácil de esconder devido ao cisalhamento do endurecimento a frio causado por pequenas rachaduras .Esta fissura pode ter sido produzida antes da siderurgia.Portanto, as verificações de qualidade devem ser reforçadas, mas uma vez encontradas, devem ser removidas após corte a gás ou processamento mecânico da borda rachada.Além disso, a placa laminada a quente de aço 15MnV mais espessa, laminada a frio e fácil de produzir fraturas, pode ser normalizada em 930 ~ 1000 ℃ para melhorar sua plasticidade e tenacidade, melhorar o desempenho do laminado a frio.

Além disso, este tipo de conformação a quente de aço e desempenho ortopédico a quente, temperatura de aquecimento de 850 ~ 1100 ℃ conformação a quente, aquecimento múltiplo no impacto da resistência ao escoamento não é significativo;e bom desempenho de corte de gás, o desempenho de aplainamento de gás de arco de carbono também é bom, aplainamento de gás de arco de carbono no desempenho de juntas soldadas sem efeitos adversos.

Com o mesmo desempenho de processo do aço da classe 15MnV também inclui 15MnTi, 15MnVCu, 15MnVRE, 15MnNTiCu, etc.

●09Mn2Cu, 09Mn2.este tipo de aço apresenta melhor desempenho de estampagem a frio.Processo de laminação a frio de placa de aço espessa 09Mn2Cu, 09Mn2, 09Mn2Si, processo de prensagem a quente, corte de gás, aplainamento de gás de arco de carbono, endireitamento de chama e Q235 também.

●18MnMoNb.A sensibilidade ao entalhe deste tipo de aço é alta, o corte a gás por chama do corte tem tendência a endurecer, para evitar fissuras durante a dobra, deve ser corte a gás da chapa de aço por 580 ℃ isolamento 1h, recozimento com alívio de tensão.

Desempenho do processo de aço inoxidável

Existem muitos tipos de aço inoxidável, de acordo com a composição química podem ser divididos em duas categorias, a saber, aço cromo e aço níquel-cromo.O aço cromo contém uma grande quantidade de cromo ou uma pequena quantidade de níquel, titânio e outros elementos;o aço níquel-cromo contém uma grande quantidade de cromo e níquel ou contém uma pequena quantidade de titânio, molibdênio e outros elementos.De acordo com as diferentes organizações metalográficas, eles são divididos em diversas categorias como austeníticos, ferríticos e martensíticos.Devido às diferentes composições químicas e organização metalográfica, as propriedades mecânicas dos vários tipos de aço inoxidável, propriedades químicas e propriedades físicas também apresentam uma grande diferença, de modo que a dificuldade do processo de aplicação do material de aço inoxidável aumentou relativamente.

Existem dois tipos de classes de aço inoxidável comumente usados.

Categoria A: aço cromo martensítico, como 1Cr 13, 2Crl 3, 3Crl 3, 4Crl 3, etc.

Categoria B: pertence ao aço austenítico níquel-cromo, como 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9, etc.

Os dois tipos de aço inoxidável acima têm as seguintes propriedades de processamento.

●Para obter boa plasticidade, deve-se fazer o material no estado macio, para tratamento térmico.O tratamento térmico de amolecimento do aço inoxidável Classe A é recozimento, o tratamento térmico de amolecimento do aço inoxidável Classe B é têmpera.

●No estado macio, as propriedades mecânicas dos dois tipos de aço inoxidável apresentam boa processabilidade, especialmente com boa processabilidade de deformação de estampagem, adequada para deformação do processo básico de estampagem, mas as características do material do aço inoxidável em comparação com o aço carbono comum, é muito diferente, mesmo que o material de aço inoxidável para estampagem profunda, a plasticidade vertical das propriedades anisotrópicas do valor seja muito menor do que o aço carbono comum e, ao mesmo tempo, devido ao alto ponto de escoamento, o trabalho a frio O endurecimento é sério , portanto, não apenas no processo de estampagem profunda é fácil produzir rugas, e o material da placa no canto côncavo da matriz da deformação por flexão e flexão reversa causada pelo rebote, muitas vezes na parede lateral das peças para formar uma depressão ou deflexão .Portanto, para a estampagem profunda do aço inoxidável, é necessário ter uma força de compressão muito elevada e requer um ajuste cuidadoso do molde.

Devido ao fenômeno de endurecimento a frio do aço inoxidável ser muito forte, a estampagem profunda é fácil de produzir rugas, portanto, no processo de operação real, tomar algumas das seguintes medidas para garantir o bom funcionamento da estampagem profunda: geralmente em cada profundidade trefilação após o recozimento intermediário, o aço inoxidável não é como o aço macio pode ser após 3 ~ 5 vezes para o recozimento intermediário, geralmente após cada estampagem profunda para o recozimento intermediário;deformação de grandes peças de estampagem profunda, o final Após estampagem profunda e formação, a ser seguido pela eliminação do tratamento térmico de tensão interna residual, caso contrário, as peças de estampagem profunda produzirão rachaduras, para a tensão interna da especificação de tratamento térmico é um aquecimento de aço inoxidável temperatura de 250 ~ 400 ℃, temperatura de aquecimento do aço inoxidável B de 350 ~ 450 ℃ e, em seguida, no isolamento de temperatura acima de 1 ~ 3h;usar o método de trefilação a quente pode obter melhores resultados técnicos e econômicos, por exemplo, para aço inoxidável 1Cr18Ni9 aquecido a 80 ~ 120 ℃, pode reduzir o endurecimento do processamento do material e a tensão interna residual, melhorar o grau de deformação de estampagem profunda, reduzir o coeficiente de trefilação.Mas o aço inoxidável austenítico é aquecido a uma temperatura mais alta (300 ~ 700 ℃) e não pode melhorar ainda mais seu processo de estampagem.Ao estampar peças complexas, deve-se optar por usar prensa hidráulica, prensa hidráulica comum e outros equipamentos, de modo que não seja alta velocidade de estampagem profunda (0,15 ~ 0,25 m/s ou mais) sob a deformação, pode obter melhores resultados .

●Em comparação com aço carbono ou metal não ferroso, outra característica da estampagem de aço inoxidável é a alta força de deformação e o grande salto elástico para trás.Portanto, para garantir a precisão do tamanho e formato das peças estampadas, às vezes é necessário aumentar o recorte, a correção e o tratamento térmico necessário.

●O limite de escoamento do aço inoxidável austenítico varia muito entre as diferentes variedades, portanto, no processo de cisalhamento e conformação, preste atenção à capacidade do equipamento de processamento.

Desempenho de processos de metais não ferrosos e ligas

Para metais não ferrosos e ligas em processo de conformação de contato com o equipamento, a lisura da superfície dos moldes são requisitos maiores.

●Cobre e ligas de cobre.Cobre e ligas de cobre comumente usadas são cobre puro, latão e bronze.Cobre puro e latão dos graus H62 e H68, o processo de estampagem é bom, em comparação com H62 do que H68 com endurecimento por trabalho a frio mais intenso.

O bronze é usado para resistência à corrosão, molas e peças resistentes ao desgaste, e o desempenho varia consideravelmente entre os graus.De modo geral, o bronze é mais pobre que o latão para estampagem, e o bronze é mais forte que o latão para endurecimento a frio, exigindo recozimento intermediário frequente.

A maior parte do latão e bronze no estado quente (600 ~ 800 ℃ abaixo) tem um bom processo de estampagem, mas o aquecimento trará muitos inconvenientes para a produção, e cobre e muitas ligas de cobre no estado de 200 ~ 400 ℃ , mas a plasticidade do que a temperatura ambiente tem uma grande redução e, portanto, geralmente não utiliza a estampagem a quente.

●Ligas de alumínio.As ligas de alumínio comumente usadas em componentes de chapa metálica são principalmente alumínio duro, alumínio à prova de ferrugem e alumínio forjado.

O alumínio à prova de ferrugem é principalmente liga de alumínio-manganês ou alumínio-magnésio, o efeito do tratamento térmico é muito pobre, somente através do endurecimento a frio para melhorar a resistência, possui resistência moderada e excelente plasticidade e resistência à corrosão.O alumínio duro e o alumínio forjado são ligas de alumínio que podem ser reforçadas por tratamento térmico.A maior parte do alumínio forjado é uma liga de alumínio-magnésio-silício, com alta resistência no estado quente, fraco efeito de fortalecimento do tratamento térmico e boa plasticidade no estado recozido, adequado para processamento de estampagem e forjamento.O alumínio duro é uma liga de alumínio-cobre-magnésio com alta resistência e bom efeito de fortalecimento do tratamento térmico.

O alumínio à prova de ferrugem pode ser recozido para obter a máxima plasticidade, o alumínio duro e o alumínio forjado podem ser recozidos e temperados para obter a máxima plasticidade.Possuem maior plasticidade no estado temperado e melhores propriedades mecânicas gerais para estampagem, possuindo assim um melhor processo de estampagem do que no estado recozido.

O alumínio duro e o alumínio forjado pertencem ao tratamento térmico que pode fortalecer a liga de alumínio, eles têm uma característica, ou seja, após a têmpera com o prolongamento do tempo se fortalecem gradativamente, esse fenômeno é chamado de 'fortalecimento do envelhecimento'.O fortalecimento da idade tem um certo processo de desenvolvimento e a taxa de desenvolvimento varia de uma série para outra.Como essas ligas de alumínio possuem características de fortalecimento por envelhecimento, portanto, o processo de estampagem dessas ligas de alumínio deve ser concluído antes que o desenvolvimento do fortalecimento por envelhecimento seja concluído, geralmente a oficina exige que o processo seja concluído dentro de 1,5h após a têmpera.

Em ligas de alumínio, as ligas de alumínio e magnésio (principalmente alumínio à prova de ferrugem) são mais fortemente endurecidas a frio, portanto, ao usar tais materiais para fabricar peças complexas, geralmente 1 a 3 vezes o recozimento intermediário.Após estampagem profunda e conformação, é realizado o recozimento final para eliminar tensões internas.

Para melhorar a processabilidade, a estampagem também é utilizada na produção de ligas de alumínio em estado quente.A estampagem a quente é usada principalmente para materiais endurecidos a frio.Após o aquecimento (cerca de 100-200°C), o material retém parte do seu endurecimento a frio e melhora a sua plasticidade, o que melhora o grau de deformação da estampagem e a precisão dimensional das peças estampadas.

Na estampagem a quente, a temperatura de aquecimento deve ser rigorosamente controlada, muito baixa causará rachaduras nas peças estampadas, muito alta causará uma redução acentuada na resistência e também rachaduras.Durante o processo de estampagem, a matriz convexa tende a superaquecer e quando excede uma determinada temperatura, fará com que o material de estampagem amoleça fortemente e cause a fratura da peça repuxada.Manter a temperatura da matriz convexa em menos de 50 ~ 75 ° C pode melhorar o grau de deformação da estampagem profunda a quente.Na estampagem a quente, devem ser usados ​​lubrificantes especiais resistentes ao calor.

●Titânio e ligas de titânio.O titânio e as ligas de titânio são menos processáveis, com maior resistência, altas forças de deformação e forte endurecimento por trabalho a frio, e são usados ​​principalmente para estampagem a quente, exceto algumas classes que podem ser estampadas a frio para peças com pouca deformação.A temperatura de aquecimento para hot stamping é alta (300-750°C) e varia de acordo com a classe.Uma temperatura de aquecimento muito alta tornará o material quebradiço e não favorece a estampagem.Como o titânio é um elemento quimicamente muito ativo, as temperaturas necessárias para a química do oxigênio, hidrogênio e nitrogênio não são altas, e os compostos gerados com oxigênio, hidrogênio e nitrogênio são os principais fatores que produzem fragilidade, portanto, o aquecimento do titânio e ligas é estritamente limitada.Quando for necessário um processamento em alta temperatura, ele deverá ser realizado em um gás protetor ou em uma embalagem totalmente protegida e sem vazamentos para aquecimento integral.Ao operar peças estampadas de titânio e ligas de titânio, deve-se adotar a menor velocidade de estampagem possível.

Além disso, o titânio pode ser cortado por métodos mecânicos, como serragem, corte com água de alta pressão, torno, máquinas-ferramentas para corte de tubos, etc. , mas também não deve utilizar o corte com serra de roda, para evitar a zona afetada pelo calor da incisão pela poluição gasosa, ao mesmo tempo, a incisão na rebarba é muito grande, mas também para aumentar o processo de processamento da rebarba.

O tubo de titânio e liga de titânio pode ser dobrado a frio, mas o fenômeno de rebote é óbvio, geralmente à temperatura ambiente é duas a três vezes maior que o aço inoxidável, portanto, a dobra a frio dos tubos de titânio para lidar com a quantidade de rebote, além disso, o O raio de curvatura a frio dos tubos de titânio não deve ser inferior a 3,5 vezes o diâmetro externo do tubo.A flexão a frio, para evitar o aparecimento local de elipticidade super pobre ou o fenômeno de enrugamento, pode ser preenchida com areia seca de rio no tubo e compactada com martelo de madeira ou martelo de cobre.Dobrador a frio, o mandril deve ser adicionado.Ao dobrar a quente, a temperatura de pré-aquecimento deve ser de 200 a 300 ℃.

Para flangeamento de 90°, devem ser utilizados 30°, 60°, 90° três conjuntos de moldes prensados ​​em etapas para evitar trincas.