Для изготовления деталей холодной штамповкой применяют разнообразные металлические и неметаллические материалы. Эти материалы поставляются в цехи, колодной штамповки в виде листов, лент, полос и прутков.
Металлы и сплавы являются основными материалами в современном машиностроении. Большинство из них обладает способностью необратимо, не разрушаясь, изменять свою форму под действием внешних сил, т. е. пластически деформироваться.
В машиностроении чистые металлы почти не применяются, а используют главным образом их сплавы.
Металлы и сплавы подразделяют на черные (сталь, чугун) и цветные (медь, алюминий, цинк, свинец, олово и др.).
Параметры металла для штамповки
Металл для листовой штамповки (сталь, цветные металлы и сплавы) выпускают в виде лент, листов и полос. При толщине до 4 мм его называют тонколистовым, а более толстый — толстолистовым.
Ленту выпускают в рулонах шириной до 2300 мм. Длина ленты в рулоне достигает нескольких десятков, а для тонких материалов и сотен метров.
Размеры листов могут быть от 710X1420 до 2000X5000 мм. По особому заказу выпускаются листы нестандартных размеров.
Полосы изготовляют шириной до 200 мм и длиной до 2000 мм. Для холодной объемной штамповки применяют главным образом холоднотянутый металл: диаметром свыше 20 мм поставляется в прутках, а диаметром менее 20 мм — в прутках или мотках (бунтах). В массовом и крупносерийном производстве целесообразно использовать для листовой штамповки рулонный материал, а для холодной объемной штамповки бунтовой материал, так как в этих случаях получается меньше отхода и проще осуществляется автоматическая подача материала в штамп.
Отечественная промышленность выпускает прутковый и бунтовой материал различного сечения: круглого, шестигранного, квадратного и др. При выборе материала для холодной штамповки необходимо учитывать эксплуатационные свойства получаемых деталей и способность материала к обработке давлением.
Характеристики материалов для штамповки
Из углеродистой стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71, марки Ст0, Ст1, Ст2 и др.) штампуют детали, несущие малые нагрузки, бытовые изделия. Из качественной углеродистой стали (ГОСТ 1050—60, марки 10, 15 и др.) штампуют детали с повышенными требованиями к прочности и качеству поверхности. Во многих отраслях машиностроительной промышленности, а особенно в автомобилестроении широкое применение для холодной штамповки находит качественная конструкционная кипящая сталь (марки 05кп, 08кп, Юкп, 15кп и др.). Такая сталь при выплавке продолжает раскисляться и в изложницах. При этом дополнительно выгорает углерод и кремний. Сталь получается с хорошими пластическими свойствами и отличается высокой свариваемостью.
Для изготовления сложных облицовочных деталей (например, кузовных деталей автомобиля) применяют сталь 08Фкп — нестареющую сталь с присадкой ванадия, 08Ю или 08Юпс — соответственно спокойную или полуспокойную сталь, раскисленную алюминием.
Из цветных металлов, применяемых для холодной штамповки, наибольшее распространение имеют алюминий, медь, никель, магний, титан и их сплавы.
Алюминий и его сплав дюралюмин находят широкое применение в самолетостроении, в автомобильной промышленности, при изготовлении различных деталей приборов, бытовых изделий и т. д. Эти материалы отличаются легкостью, пластичностью, хорошо проводят тепло и электрический ток. Сплав меди с цинком—латунь находит применение при штамповке деталей часов, радиодеталей, посуды и др. Штампуют главным образом латуни марок Л62, Л68 и Л70. Никель марок HI, H2 и НЗ и его сплавы — мельхиор и нейзильбер применяются для изготовления химической посуды, приборов, деталей часов, ювелирных изделий.
Магниевые сплавы отличаются легкостью, прочностью, удовлетворительной пластичностью при комнатной температуре и высокой пластичностью при нагреве до 350-380°С. Магний в 1,5 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче стали. Сплавы магния МА1 и МА8 с повышенной коррозионной стойкостью широко применяются для штамповки самых разнообразных изделий. Из деформируемых магниевых сплавов изготовляют детали мотоциклов, велосипедов, прицепов и других средств передвижения, электротехническое и электронное оборудование и т. д.
Титан и его сплавы обладают высокой прочностью при малой плотности. Он все шире используется в штамповочном производстве для изготовления ответственных деталей в авиационной промышленности и в ряде других отраслей.