La selezione dei materiali per lo stampaggio dovrebbe basarsi su indicatori di prestazione del processo per garantire elevata stabilità, basso tasso di difetti e buona adattabilità dello stampo durante la formatura. Gli indicatori più critici sono il rapporto di snervamento, l'allungamento, l'indice di indurimento, il coefficiente di orientamento dello spessore e la qualità della superficie, che determinano direttamente se un materiale è adatto per uno specifico processo di stampaggio. Quello che segue è un metodo sistematico di selezione dei materiali basato su questi indicatori di prestazione:
Corrispondenza tra indicatori di prestazione chiave e selezione dei materiali
Un rapporto di carico di snervamento inferiore (σs/σb) è migliore. Un basso rapporto di snervamento indica un basso limite di snervamento, un'elevata resistenza alla trazione, un ampio intervallo di deformazione plastica e una minore suscettibilità alle fessurazioni.
Materiali consigliati: acciaio a basso-carbonio (ad es. SPCC, rapporto di snervamento di circa 0,6), leghe di alluminio ricotto (ad es. 5052-O).
Evita l'uso: l'acciaio ad alta-resistenza (ad es. 22MnB5) ha un elevato rapporto di snervamento allo stato freddo, che lo rende soggetto a fessurazioni e richiede la formatura a caldo.
Maggiore è l'allungamento (δ), maggiore è la capacità di formatura. L'allungamento uniforme riflette la capacità del materiale di resistere alla strozzatura locale durante l'allungamento, influenzando direttamente il limite delle deformazioni di allungamento (come l'imbutitura profonda).
Materiali preferiti: allungamento > 30%, come rame dolce (C1020P, δ≈45%) e acciaio inossidabile austenitico (SUS304, δ≈40%).
Nota: i materiali fragili (come l'acciaio ad alto- tenore di carbonio) hanno un basso allungamento e sono adatti solo per la punzonatura semplice.
Più alto è l'indice di indurimento (valore n), migliore è la formatura complessa. Un valore n elevato significa che il materiale indurisce rapidamente durante la deformazione a freddo, il che può inibire l'assottigliamento locale e rendere la deformazione più uniforme.
Scenari applicabili: imbutitura profonda, formatura multi-passaggio.
Materiale consigliato: acciaio inossidabile austenitico (n≈0,5), superiore all'acciaio ordinario a basso-carbonio (n≈0,2). Un coefficiente di orientamento dello spessore della piastra più elevato (valore r) è più favorevole all'imbutitura profonda.
Un valore r più elevato indica che il materiale si deforma facilmente nella direzione planare e difficilmente si assottiglia nella direzione dello spessore, riducendo il rischio di rottura.
Applicazione tipica: imbutitura profonda di pannelli di carrozzeria automobilistica.
Materiali consigliati: acciaio-laminato a freddo a basso-carbonio (r > 1,5), acciaio IF (acciaio interstiziale).
Un coefficiente di orientamento planare della piastra più piccolo (Δr) è migliore.
Un Δr inferiore indica un'anisotropia debole, che determina una deformazione uniforme del materiale in diverse direzioni ed evita l'insorgere di pieghe (bordi irregolari di parti imbutite-profondamente).
Consigliato: lamiera laminata a freddo-completamente ricotta, Δr < 0,1.
Elevati requisiti di qualità della superficie: liscia e priva di difetti-. La superficie deve essere priva di crepe, macchie di ruggine, graffi o incrostazioni di ossido; in caso contrario, si verificherà una concentrazione di stress, che porterà alla rottura e al danneggiamento dello stampo.
Raccomandazione: la lamiera laminata a freddo- è superiore alla lamiera laminata a caldo- grazie alla sua superficie più liscia e alla struttura più densa.
Le tolleranze di spessore devono essere precise e uniformi. Grandi deviazioni di spessore influenzeranno la corrispondenza del gioco dello stampo, causando bave, bave o danni allo stampo.
