Что такое штамповки из углеродистой стали? Анализ материалов, производственных процессов и приложений

В таких секторах, как автомобилестроение, электроника, электрооборудование, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, промышленное оборудование и машиностроение, многие металлические компоненты не производятся индивидуально посредством механической обработки; вместо этого используются процессы штамповки для быстрого преобразования стальных листов или полос в детали определенной формы и размеров. Штамповки из углеродистой стали представляют собой широко используемую категорию этих металлических штампованных изделий.

 

Углеродистая сталь-особенно с низким-углеродом и-холоднокатаные разновидности-предлагает выгодное сочетание прочности, формуемости и экономической-эффективности. С помощью таких процессов, как штамповка, вырубка, гибка, глубокая вытяжка и формовка, из него можно изготовить такие компоненты, как кронштейны, соединительные пластины, монтажные пластины, зажимы, корпуса и детали конструкции. Отраслевые данные показывают, что низко-углеродистая сталь обычно демонстрирует превосходную формуемость, причем холодно-низко-углеродистая сталь часто используется для изготовления деталей глубокой-вытяжки и прецизионной{11}}штамповки. При выборе штамповки глубокой вытяжки из оцинкованной стали из углеродистой стали инженеры и специалисты по закупкам должны не ограничиваться затратами на материалы, а всесторонне учитывать такие факторы, как марка материала, толщина, конструкция изделия, процессы штамповки, допуски, обработка поверхности, срок службы инструментов и условия конечного-использования.

 

 

Штамповочные детали из листового металла из углеродистой сталиметаллические детали, изготовленные путем обработки листов, полос или рулонов углеродистой стали с использованием штампов и прессов. В процессе штамповки материал подвергается пластической деформации или локальному сдвигу под действием штампа с образованием необходимых двух-или трех-мерных структур.

 

В зависимости от конструкции изделия процессы штамповки углеродистой стали обычно включают вырубку, прошивку, гибку, волочение, формование, тиснение и чеканку. Для изделий простой конструкции можно использовать штампы для одной-операции; для деталей с множеством отверстий, изгибов и сложной формы применяется многостанционная обработка с использованием непрерывных или прогрессивных штампов.

 

 

Широкое применение углеродистой стали при изготовлении штампованных деталей обусловлено свойствами ее материала и структурой стоимости.

 

Во-первых, низко-углеродистая сталь обычно обладает хорошей пластичностью и формуемостью, что позволяет ей выдерживать изгиб, растяжение и деформацию во время штамповки; поэтому он подходит для таких компонентов, как кронштейны, зажимы, монтажные пластины и некоторые детали глубокой-вытяжки.

 

Во-вторых, сырье из углеродистой стали широко доступно и имеет стандартизированные характеристики, что позволяет эффективно контролировать затраты на единицу материала в проектах штамповки больших-объемов.

 

Кроме того, прецизионная штамповка металла может подвергаться различной поверхностной обработке,-такой как гальванизация, гальваника, порошковое покрытие, покраска или чернение-, чтобы повысить устойчивость к коррозии и улучшить внешний вид.

 

Углеродистая сталь — это не отдельный материал, а семейство сталей с различным содержанием углерода, прочностью и формуемостью. В реальном штамповочном производстве соответствующий материал необходимо выбирать исходя из структуры изделия и требований к его характеристикам.

 

Низко-углеродистые стали обладают хорошей пластичностью и формуемостью, что делает их распространенным выбором для изготовления штампованных деталей общего назначения и компонентов глубокой-вытяжки. Примеры включают AISI 1008, AISI 1010 и некоторые холоднокатаные стали, такие как SPCC и DC01; они часто используются для изготовления кронштейнов, зажимов, корпусов и других деталей, требующих формовки.

 

Средне-углеродистые стали обладают более высокой прочностью, хотя их формуемость обычно ниже, чем у низко-углеродистых сталей. Они являются подходящим выбором, когда деталь требует более высокой механической прочности, а конструкция допускает определенную степень деформации штамповки.

 

Высоко-углеродистые стали обладают превосходной твердостью и прочностью, но имеют относительно ограниченную пластичность и формуемость. Следовательно, они, как правило, не подходят для сложных-форм сложной вытяжки и лучше подходят для конкретных деталей, требующих высокой прочности, эластичности или износостойкости.

 

 

Штамповка из углеродистой стали — это не отдельный этап обработки, а комплексный производственный процесс, включающий подготовку материала, изготовление штампов, штамповку и последующую-обработку.

 

1. Подготовка сырья
Сначала на основе инженерных чертежей определяются марка материала, толщина, ширина и состояние поверхности. Рулонная заготовка обычно используется для изделий непрерывной штамповки, тогда как предварительно-разрезанные листы или круглые заготовки можно использовать для более крупных или-деталей глубокой вытяжки.

 

2. Проектирование и производство штампов
Матрица определяет окончательную геометрию штампованной детали. На этапе проектирования необходимо учитывать такие факторы, как толщина материала, направление штамповки, радиус изгиба, расположение отверстий, зазор матрицы, коэффициент вытяжки, стратегия компоновки и использование материала.

 

3. Вырубка и прокалывание
Вырубка используется для отделения необходимого наружного профиля от листового или полосового материала. Пирсинг используется для создания монтажных, установочных, вентиляционных или других функциональных отверстий.

 

4. Гибка и формовка
Пуансоны и матрицы используются для придания плоским стальным пластинам углов, ступенек, рельефов и других трехмерных-структур.
Изгиб часто является критическим этапом для кронштейнов, монтажных петель и конструкционных соединителей.

 

5. Глубокий рисунок
Глубокая вытяжка используется, когда продукту требуется чашеобразная, цилиндрическая или коробчатая- конструкция. В этом процессе используется пуансон для втягивания плоского материала в полость матрицы, создавая бесшовную полую структуру; он обычно используется для корпусов, гильз, чашек и других деталей с глубокими-полостями.

 

6. Постоб-обработка

После штамповки в зависимости от предполагаемой рабочей среды могут выполняться такие процессы, как удаление заусенцев, очистка, термообработка и отделка поверхности. Обычная обработка поверхности включает гальваническое покрытие, гальванизацию, порошковое покрытие, покраску, покрытие черным оксидом, электрофорез и анти-обработку ржавчины.

 

Защита от коррозии особенно важна для стандартных изделий из углеродистой стали, поскольку открытая углеродистая сталь склонна к ржавчине во влажной или агрессивной среде.

 

 

Прогрессивная штамповка широко используется в сфере промышленного производства.

 

Автомобильная промышленность
Автомобильная промышленность является основным сектором производства заготовок для штамповки стали. Обычная продукция включает монтажные кронштейны, металлические зажимы, кронштейны шасси, крепежные пластины, разъемы, усиливающие пластины и структурные компоненты.

 

Электротехническая и электронная промышленность
В электрооборудовании формовка металла служит в качестве монтажных кронштейнов, металлических корпусов, экранирующих элементов, крепежных пластин, соединительных деталей конструкции и опор оборудования.

 

Промышленность ОВиК
Для климатического оборудования также требуется большое количество металлических штампованных деталей, таких как монтажные кронштейны, крепежные пластины, соединительные пластины и внутренние конструктивные элементы.

 

Промышленное оборудование
В промышленном оборудовании, системах автоматизации и машинах штампованные детали из нержавеющей стали выполняют такие функции, как крепление, соединение, опора и защита.

 

Следовательно, для больших-объемных повторяющихся деталей конструкции штамповка, как правило, более подходит для массового производства, чем индивидуальная обработка.

 

 

 

Не существует абсолютного превосходства одного метода над другим; скорее, они подходят для разных типов продуктов. Штамповка в основном предполагает использование штампов для пластической деформации или резки листового металла, что делает ее идеальной для крупносерийного-серийного производства. С другой стороны, обработка с ЧПУ удаляет материал путем резки; он может создавать сложные 3D-структуры и лучше подходит для небольших-объемных, очень сложных деталей или деталей, требующих расширенных функций обработки.

 

Если изделие имеет конструкцию из-металлического листа, требует-больших объемов производства и имеет стабильную геометрию, штамповка обычно дает экономическое преимущество. И наоборот, если продукт имеет сложную структуру, требует небольшого-объемного производства или требует обширной 3D-резки, обработка на станке с ЧПУ может быть более подходящим выбором.

 

 

При поискештамповки из углеродистой стали, нецелесообразно ориентироваться только на цену за единицу. Гораздо важнее проверить способность поставщика последовательно контролировать такие факторы, как марка материала и сертификация, толщина листа, точность штампа, возможности штамповки, размерные допуски, заусенцы, плоскостность, углы изгиба, обработка поверхности и согласованность партий-в-партиях.

 

Для долгосрочных-проектов массового производства дополнительные факторы включают срок службы матрицы, стабильность производства, возможности контроля качества и управление графиком поставок.