Ce sunt ștanțarea din oțel carbon? O analiză a materialelor, proceselor de fabricație și aplicațiilor

În sectoare precum industria auto, electronică, echipamente electrice, HVAC, echipamente industriale și fabricarea de mașini, multe componente metalice nu sunt produse individual prin prelucrare; în schimb, procesele de ștanțare sunt folosite pentru a transforma rapid tablele sau benzile de oțel în piese cu forme și dimensiuni specifice. Ștanțarea din oțel carbon reprezintă o categorie utilizată pe scară largă a acestor produse din metal ștanțat.

 

Oțel carbon-deosebit de cu-carbon și soiuri-laminate la rece-oferă o combinație favorabilă de rezistență, formabilitate și rentabilitate-. Prin procese precum ștanțare, ștanțare, îndoire, ambutisare adâncă și formare, poate fi fabricat în componente precum suporturi, plăci de conectare, plăci de montare, cleme, carcase și piese structurale. Datele din industrie indică faptul că oțelul cu conținut scăzut de-carbon prezintă, în general, o formabilitate excelentă, cu oțel-laminat la rece cu conținut scăzut de-carbon utilizat frecvent pentru piese ambutisate-profunde și ștanțate-de precizie. Atunci când selectează ștanțare metalică galvanizată din oțel carbon, inginerii și profesioniștii în achiziții trebuie să privească dincolo de costurile materialelor și să ia în considerare în mod cuprinzător factori precum calitatea materialului, grosimea, designul produsului, procesele de ștanțare, toleranțele, tratamentele de suprafață, durata de viață a sculelor și mediul de utilizare finală-.

 

 

Piese de ștanțare din tablă de oțel carbonsunt piese metalice realizate prin prelucrarea tablelor, benzilor sau bobinelor din oțel carbon folosind matrițe de ștanțare și prese. În timpul procesului de ștanțare, materialul suferă deformare plastică sau forfecare localizată sub acțiunea matriței pentru a forma structurile necesare bi-dimensionale sau tri-.

 

În funcție de designul produsului, procesele de ștanțare a oțelului carbon includ de obicei ștanțarea, străpungerea, îndoirea, desenarea, formarea, ștanțarea și monedarea. Pentru produsele cu structuri simple, pot fi folosite matrițe cu o singură operațiune-; pentru piesele care prezintă mai multe găuri, îndoituri și forme complexe, este utilizată prelucrarea cu mai multe stații, folosind matrițe continue sau progresive.

 

 

Utilizarea pe scară largă a oțelului carbon în fabricarea pieselor ștanțate se datorează proprietăților sale materiale și structurii costurilor.

 

În primul rând, oțelul cu conținut scăzut de-carbon posedă în general o ductilitate și o formabilitate bune, permițându-i să reziste la îndoire, întindere și deformare în timpul ștanțarii; prin urmare, este potrivit pentru componente cum ar fi suporturi, cleme, plăci de montare și anumite piese-desenate adânc.

 

În al doilea rând, materiile prime din oțel carbon sunt disponibile pe scară largă și vin în specificații standardizate, permițând controlul eficient al costurilor materialelor pe unitate pentru proiectele de ștanțare cu volum mare-.

 

În plus, ștanțarea de precizie a metalelor poate suferi diferite tratamente de suprafață-cum ar fi galvanizarea, galvanizarea, acoperirea cu pulbere, vopsirea sau înnegrirea-pentru a spori rezistența la coroziune și a le îmbunătăți aspectul.

 

Oțelul carbon nu este un singur material, ci o familie de oțeluri cu conținut de carbon, rezistență și formabilitate diferite. În producția efectivă de ștanțare, materialul adecvat trebuie selectat pe baza structurii produsului și a cerințelor de performanță.

 

Oțelurile cu conținut scăzut de-carbon oferă o ductilitate și o formabilitate bune, ceea ce le face alegeri comune pentru piesele ștanțate generale și componentele-de ambutisare adâncă. Exemplele includ AISI 1008, AISI 1010 și anumite oțel-laminate la rece, cum ar fi SPCC și DC01; acestea sunt utilizate frecvent pentru suporturi, cleme, carcase și alte piese care necesită formare.

 

Oțelurile cu carbon mediu-au o rezistență mai mare, deși formabilitatea lor este în general mai mică decât cea a oțelurilor cu-carbon scăzut. Sunt o alegere potrivită atunci când o piesă necesită o rezistență mecanică mai mare, iar designul permite un anumit grad de deformare a ștanțarii.

 

Oțelurile cu conținut ridicat de-carbon oferă duritate și rezistență superioare, dar au plasticitate și formabilitate relativ limitate. În consecință, acestea sunt, în general, nepotrivite pentru forme complexe-de ambut și sunt mai potrivite pentru anumite piese care necesită rezistență, elasticitate sau rezistență la uzură ridicate.

 

 

Ștanțarea oțelului carbon nu este o singură etapă de procesare, ci un proces de producție cuprinzător care cuprinde pregătirea materialului, fabricarea matrițelor, formarea ștanțarii și post{0}}procesare.

 

1. Pregătirea materiei prime
În primul rând, calitatea materialului, grosimea, lățimea și starea suprafeței sunt determinate pe baza desenelor de inginerie. Stocul în spirală este de obicei utilizat pentru produse de ștanțare continuă, în timp ce foile pre-tăiate sau semifabricatele circulare pot fi folosite pentru piese mai mari sau-desuate adânc.

 

2. Proiectarea și fabricarea matrițelor
Matrița determină geometria finală a piesei ștanțate. În timpul fazei de proiectare, trebuie să se ia în considerare factori precum grosimea materialului, direcția de ștanțare, raza de îndoire, locația găurilor, spațiul matriței, raportul de tragere, strategia de amplasare și utilizarea materialului.

 

3. Blanking și Piercing
Decuparea este utilizată pentru a separa profilul exterior necesar de materialul de foaie sau bandă. Piercing-ul este folosit pentru a crea găuri de montare, găuri de localizare, găuri de ventilație sau alte deschideri funcționale.

 

4. Îndoire și formare
Poansonurile și matrițele sunt folosite pentru a modela plăci plate de oțel în unghiuri, trepte, reliefuri sau alte structuri tri-dimensionale.
Îndoirea este adesea un pas critic pentru suporturi, urechi de montare și conectori structurali.

 

5. Deep Drawing
Ambutisarea adâncă este utilizată atunci când produsul necesită o structură asemănătoare cupei, cilindrică sau cutie-. Acest proces folosește un poanson pentru a trage materialul plat într-o cavitate a matriței, creând o structură goală fără sudură; este folosit în mod obișnuit pentru carcase, manșoane, cupe și alte părți-cavități adânci.

 

6. Post-procesare

După ștanțare, procese precum debavurarea, curățarea, tratamentul termic și finisarea suprafeței pot fi efectuate în funcție de mediul de operare prevăzut. Tratamentele obișnuite ale suprafețelor includ galvanizarea, galvanizarea, acoperirea cu pulbere, vopsirea, acoperirea cu oxid negru, electroforeză și tratamentul anti-rugină.

 

Protecția împotriva coroziunii este deosebit de importantă pentru produsele standard din oțel carbon, deoarece oțelul carbon expus este predispus la rugină în medii umede sau corozive.

 

 

Ștanțarea cu matriță progresivă este utilizată pe scară largă în domeniul producției industriale.

 

Industria Auto
Industria auto este un sector major pentru semifabricate din oțel metalic. Produsele obișnuite includ suporturi de montare, cleme metalice, suporturi de șasiu, plăci de fixare, conectori, plăci de armare și componente structurale.

 

Industria electrică și electronică
În echipamentele electrice, formarea metalului servește ca suporturi de montare, carcase metalice, componente de ecranare, plăci de fixare, părți structurale de conectare și suporturi pentru echipamente.

 

Industria HVAC
Echipamentele HVAC necesită, de asemenea, un număr mare de piese metalice ștanțate, cum ar fi suporturi de montare, plăci de fixare, plăci de conectare și componente structurale interne.

 

Utilaje industriale
În echipamentele industriale, sistemele de automatizare și utilaje, piesele ștanțate din oțel inoxidabil îndeplinesc funcții precum fixarea, conectarea, susținerea și protejarea.

 

În consecință, pentru piese structurale repetitive de-volum mare, ștanțarea este în general mai potrivită pentru producția de masă decât prelucrarea individuală.

 

 

 

Nu există superioritate absolută a unei metode față de cealaltă; mai degrabă, sunt potrivite pentru diferite tipuri de produse. Ștanțarea implică în primul rând utilizarea matrițelor pentru a deforma plastic sau a tăia tabla, ceea ce o face ideală pentru producția repetitivă de-volum mare. Prelucrarea CNC, pe de altă parte, îndepărtează materialul prin tăiere; poate produce structuri 3D complexe și este mai potrivită pentru piese cu volum redus-, foarte complexe sau pentru cele care necesită caracteristici extinse de prelucrare.

 

Dacă un produs are o structură de tablă-metalică, necesită producție de-volum mare și are o geometrie stabilă, ștanțarea oferă de obicei un avantaj de cost. În schimb, dacă produsul are o structură complexă, necesită o producție de-volum redus sau implică tăiere 3D extinsă, prelucrarea CNC poate fi alegerea mai potrivită.

 

 

La aprovizionarestantari din otel carbon, nu este indicat să vă concentrați doar pe prețul unitar. Este mai important să se verifice capacitatea furnizorului de a controla în mod consecvent factori precum calitatea și certificarea materialului, grosimea foii, precizia matriței, capacitățile de ștanțare, toleranțele dimensionale, bavurile, planeitatea, unghiurile de îndoire, tratamentul suprafeței și consistența lot-la-loturi.

 

Pentru proiectele de producție în masă pe termen lung-, considerente suplimentare includ durata de viață a matriței, stabilitatea producției, capabilitățile de inspecție a calității și gestionarea programului de livrare.