Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Материал для холодной штамповки. Механические свойства листовой стали.

Наиболее распространенным материалом в холодной штамповке является листовая и полосовая углеродистая и легированная сталь.

По качеству листовая и полосовая сталь разделяется на следующие группы:

углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-71;

углеродистая качественная конструкционная по ГОСТ 1050-74;

легированная по ГОСТ 5067-74 и ГОСТ 1542-71;

тонколистовая качественная низкоуглеродистая (для автомобильных кузовов) по ГОСТ 9045-80.

Для автоматической штамповки применяют низкоуглеродистую стальную ленту холодной прокатки по ГОСТ 503-81 и стальную холоднокатаную ленту из конструкционной стали по ГОСТ 2284-79.

Химический состав и механические свойства сталей приведены в указанных ГОСТах. В заводской лаборатории проверяют структуру материала двумя способами: по макроструктуре и микроструктуре. Макроструктуру выявляют травлением шлифов на образцах. Макроструктуру можно видеть невооруженным глазом или через лупу при небольшом увеличении. Микроструктуру наблюдают в микроскоп на полированных и протравленных шлифах.

Качество структуры определяют по количеству и величине зерна. Величину ферритного зерна листовой стали определяют по специальной шкале согласно ГОСТ 5639-65. Ферритное зерно представляет собой твердый раствор углерода в α-железе.

Чем крупнее зерно феррита, тем грубее шероховатость поверхности штампованной заготовки. Слишком мелкое зерно феррита показывает высокие пределы текучести и предел прочности при недостаточном удлинении. В таких случаях жесткость листовой стали вызывает упругую отдачу, которая повышает износ штампов. Однородность размеров зерна способствует высококачественной глубокой вытяжке.

По требованию заказчика поставляют листовую сталь дрессированной, т. е. подвергнутой холодной прокатке с малыми обжатиями на специальных многовалковых машинах. Процесс дрессировки уменьшает величину ферритных зерен и, следовательно, повышает упругие свойства. Кроме того, при дрессировке выравнивается поверхность листа, устраняются вмятины и сталь приобретает небольшой наклеп.

Листовую сталь для глубокой вытяжки предварительно прокатывают на листоправильных машинах с перегибающим устройством, применение которого улучшает структуру материала, повышая пластические свойства и уменьшая предел текучести.

Листовые материалы, применяемые для листовой штамповки, предварительно разрезают на полосы или отдельные заготовки требуемых размеров. Тонколистовой материал выпускается толщиной до 4 мм, а толстолистовой - более 4 мм. В тяжелом и сельскохозяйственном машиностроении применяют стальные листы толщиной до 20 мм. Лента в рулонах поставляется толщиной до 3 мм. На современных заводах стальные листы разрезают на кривошипных ножницах (с наклонным верхним ножом), а стальную ленту в рулонах разрезают на многодисковых ножницах (см. гл. III).

Основными механическими свойствами листовой стали и других металлов являются прочность, упругость, твердость, пластичность, ударная вязкость.

Прочность - свойство металла сопротивляться разрушению под действием внешних сил.

Упругость - свойство металла возвращаться к своей первоначальной форме после прекращения действия внешних сил.

Твердость - свойство металла сопротивляться проникновению в него другого тела.

Пластичность - свойство металла не разрушаться при значительном изменении его формы под действием нагрузки и сохранять измененную форму после того, как нагрузка будет снята.

Ударная вязкоcть - свойство металла противостоять ударным нагрузкам.

На пластические свойства алюминия оказывают влияние примеси железа и кремния, содержание которых не должно превышать 1%. Алюминиевые сплавы (дюралюминий) повышают прочность, но зато понижают пластичность по сравнению с чистым алюминием.

Механические свойства меди зависят от содержания в ней примесей. Вредной примесью является висмут, если его более 0,05%. В небольших количествах допускается в меди алюминий, сурьма, олово, цинк и никель. Чтобы получить латунь с хорошей пластичностью, содержание цинка должно быть не более 30-32%.

Штамповка неметаллических материалов имеет свои особенности. Ввиду повышенной хрупкости их штампуют без подогрева при небольшой толщине (не свыше 3 мм). К ним относятся текстолит и гетинакс. При более толстом материале необходим подогрев от 100 до 120^° С. Бумага, картон, фибра штампуются в основном для прокладок.

Каждый материал имеет свои механические свойства. Поэтому при определенной операции требуется усилие, которое можно предварительно рассчитать. Так, например, для разрезки листа на кривошипных ножницах (с наклонным ножом) усилие рассчитывается по формуле Р = 0,5*S² τ_ср/tg φ, где, S-толщина, м; τ - сопротивление срезу, Па (Н/м²); tg φ - угол наклона ножей.

При наклонном ноже длина реза не имеет значения. Резка материала относится к разделительной операции. К разделительным операциям также относятся операции вырубки и пробивки с помощью двух основных частей штампа: пуансона и матрицы.