Materiali comuni utilizzati nelle parti in lamiera

Le parti in lamiera utilizzano il materiale come uno dei tre elementi principali della produzione di lamiera. Con i processi avanzati di lavorazione della lamiera e la tecnologia degli stampi, solo adottando materiali con buone prestazioni di stampaggio è possibile produrre parti in lamiera di alta qualità. La selezione e le proprietà complete dei materiali hanno un impatto cruciale su costi, prestazioni, qualità e lavorabilità del prodotto.

I materiali in fogli si riferiscono a prodotti semilavorati di varie forme, come lastre sottili, lastre medie, lastre spesse, nastri stretti e materiali in strisce.

Classificate in base allo spessore, comprendono piastre spesse (superiori a 4 mm), piastre medie (3~4 mm) e piastre sottili (inferiori a 3 mm).

Le lamiere, a seconda dello stato di laminazione, sono classificate in lamiere di acciaio laminate a caldo e a freddo.

I. Selezione del materiale per la lamiera

1) I materiali metallici comuni devono essere classificati come prioritari e mantenuti all'interno della gamma del manuale dei materiali dell'azienda.

2) All'interno dello stesso prodotto, cercare di ridurre al minimo la varietà dei materiali e delle specifiche di spessore e dimensioni delle lamiere.

3) Pur garantendo la funzionalità del pezzo, utilizzare materiali convenienti per ridurre i costi dei materiali.

4) Oltre a garantire la funzionalità del pezzo, è necessario considerare le prestazioni di stampaggio e i requisiti del materiale e del sistema di produzione. processo di stampaggio per garantire la razionalità e la qualità della lavorazione dei pezzi.

II. Introduzione ai materiali metallici comuni

1. Piastra in acciaio

(1) Piastra sottile in acciaio laminata a freddo

La lamiera sottile laminata a freddo è un termine che indica la lamiera laminata a freddo di acciaio strutturale al carbonio. Si ottiene mediante un'ulteriore laminazione a freddo di un nastro di acciaio strutturale al carbonio laminato a caldo, producendo una lastra di acciaio di spessore inferiore a 4 mm, comunemente nota come lastra fredda.

Essendo laminati a temperatura ambiente, non si forma ossido di ferro, con conseguente eccellente qualità superficiale, elevata precisione dimensionale e prestazioni meccaniche e di processo superiori rispetto alle lamiere sottili laminate a caldo, grazie alla ricottura. Le lamiere sottili in acciaio laminate a freddo sono ulteriormente suddivise in lamiere sottili ordinarie laminate a freddo e lamiere sottili di alta qualità laminate a freddo.

1) La lamiera sottile ordinaria laminata a freddo è un termine che indica la lamiera laminata a freddo di acciaio strutturale ordinario al carbonio. Si ottiene mediante laminazione a freddo di un nastro di acciaio laminato a caldo di acciaio strutturale ordinario al carbonio, producendo una lastra di acciaio di spessore inferiore a 4 mm. È ampiamente utilizzata in molti settori, in particolare negli elettrodomestici, nelle apparecchiature radio specializzate e nelle custodie e armadietti dell'elettronica di potenza, sostituendo gradualmente le lamiere sottili laminate a caldo.

I modelli applicabili di lamiere di acciaio ordinarie sottili laminate a freddo comprendono: Q195, Q215, Q235, Q275.

2) Come la lastra d'acciaio sottile ordinaria laminata a freddo, anche la lastra d'acciaio sottile di alta qualità laminata a freddo è la lastra d'acciaio sottile più utilizzata nelle lastre fredde.

La lamiera sottile di acciaio al carbonio di alta qualità laminata a freddo è costituita da acciaio strutturale al carbonio di alta qualità, laminato a freddo in una lamiera sottile di spessore inferiore a 4 mm.

I modelli applicabili di lamiere sottili di acciaio di alta qualità laminate a freddo comprendono: 08, 8F, 10, 10F.

Il prezzo delle lamiere sottili laminate a freddo supera quello delle lamiere sottili normali ed è leggermente inferiore a quello delle lamiere zincate. La sua superficie è piatta e liscia, ma è soggetta a ruggine quando è esposta all'umidità e richiede una verniciatura tempestiva per prolungarne la durata.

(2) Lamiere sottili di acciaio laminate a freddo per imbutitura profonda

Le lamiere sottili di acciaio laminate a freddo per imbutitura profonda utilizzano solitamente acciaio calmo disossidato all'alluminio, un tipo di acciaio strutturale al carbonio di alta qualità. Grazie alla sua superiore plasticità e all'eccellente imbutitura profonda, è ampiamente utilizzato nei prodotti che richiedono l'imbutitura profonda di strutture complesse.

(3) Lamiere sottili di acciaio al carbonio giapponesi laminate a freddo

I gradi applicabili alle lamiere sottili di acciaio al carbonio laminate a freddo giapponesi sono SPCC, SPCD e SPCE.

(4) Lamiere sottili di acciaio al carbonio laminate a freddo in Germania

I gradi applicabili per le lamiere sottili di acciaio al carbonio laminate a freddo in Germania includono St12, St13, St14, St15 e St14-T.

(5) Lamiere sottili in acciaio zincato continuo laminate a freddo

Conosciute anche come "piastre elettrolitiche", si riferiscono alle lamiere in cui lo zinco viene depositato in modo continuo da una soluzione acquosa di sale di zinco sulla superficie di lamiere sottili di acciaio (nastri) pre-preparate e laminate a freddo, sotto l'influenza di un campo elettrico sulla linea di zincatura. In questo modo si ottiene uno strato superficiale di zinco uniforme, denso e ben legato.

A causa delle limitazioni del processo, questo strato è relativamente sottile. Lo zinco, essendo un metallo relativamente economico e facilmente rivestibile, è ampiamente utilizzato per proteggere le parti in acciaio, in particolare dalla corrosione atmosferica, e per scopi decorativi. Le tecniche di rivestimento comprendono il rivestimento per immersione (o appeso), l'alimentazione in rotoli (adatta a parti piccole), il rivestimento automatico e il rivestimento continuo (adatto a fili e nastri).

Elettrolitico le lastre sono laminate da un gruppo di laminazione continua a freddo, poi ricotto da un'unità CAPL (linea di ricottura decapaggio a freddo) e infine entrano nell'unità di zincatura. Dopo la pulizia della superficie e la galvanizzazione, vengono sottoposte a vari trattamenti come fosfatazione, passivazione, oliatura, resistenza alle impronte digitali e leghe, a seconda dell'uso cui sono destinate. Le proprietà meccaniche di queste piastre fanno riferimento alla corrispondente piastra di base.

I gradi applicabili per le piastre elettrolitiche sono DX1, DX2, DX3 e DX4.

(6) Lamiera sottile in acciaio elettrozincato giapponese

1) Gradi applicabili per la lamiera sottile elettrozincata giapponese: SECC (piastra originale SPCC), SECD (piastra originale SPCD), SECE (piastra originale SPCE).

2) Codici dello strato di zinco: F8, E16, E24, E32.

(7) Confronto tra i tipi di prodotti nazionali ed esteri di lamiere sottili in acciaio elettrozincato continuo laminate a freddo, vedi tabella 1-1.

Tabella 1-1 Confronto tra le qualità dei prodotti nazionali ed esteri di lamiera sottile continua elettrozincata a freddo.

(8) Lamiera d'acciaio sottile continua zincata a caldo

Spesso si parla di lamiera zincata o banda stagnata, riferendosi a lamiere e nastri di acciaio sottili laminati a freddo e zincati a caldo con uno spessore di 0,25~2,5 mm. Il nastro di acciaio passa prima attraverso un forno di preriscaldamento riscaldato da una fiamma per bruciare l'olio residuo in superficie e generare una pellicola di ossido di ferro sulla superficie.

Viene quindi riscaldato a 710~920 gradi Celsius in un forno di ricottura a riduzione con un gas misto di idrogeno e azoto per ridurre la pellicola di ossido di ferro in ferro spugnoso. Il nastro di acciaio attivato e purificato viene raffreddato a una temperatura leggermente superiore al punto di fusione dello zinco, quindi entra in una pentola di zinco a 450~460 gradi Celsius.

Lo spessore dello strato di zinco viene controllato con un coltello ad aria. Infine, viene sottoposto a passivazione con una soluzione di cromato per aumentare la resistenza alla ruggine bianca. La superficie della lamiera sottile zincata a caldo in continuo è esteticamente gradevole, con disegni di cristalli di zinco a blocchi o a foglie. Il rivestimento è robusto, con un'eccellente resistenza alla corrosione atmosferica.

Inoltre, la lamiera sottile continua zincata a caldo ha anche buone proprietà di saldabilità e di formatura a freddo. Rispetto alla superficie della lamiera sottile continua elettrozincata a freddo, il suo rivestimento è più spesso e viene utilizzato principalmente per le parti in lamiera che richiedono una forte resistenza. resistenza alla corrosione.

1) Gradi applicabili per la lamiera sottile zincata a caldo in continuo: Zn100-PT, Zn200-SC, Zn275-JY.

(9) Lamiera d'acciaio sottile giapponese zincata a caldo

1) Gradi applicabili per le lamiere sottili giapponesi zincate a caldo: SGCC, SGCD1, SGCD2, SGCD3.

(10) Lamiera d'acciaio sottile zincata a caldo in Germania

1) Gradi applicabili per la lamiera sottile zincata a caldo tedesca: St01Z, St02Z, St03Z, St04Z, St05Z.

2) Codici dello strato di zinco: 100, 180, 200, 275, 350, 450.

(11) Lamiera rivestita di alluminio e zinco

Conosciuto anche come lamiera di acciaio aluzinc, lo strato di lega di questo materiale è composto da 55% di alluminio, 43,4% di zinco e 1,6% di silicio, solidificati a una temperatura elevata di 600 gradi Celsius. L'intera struttura forma uno strato cristallino quaternario compatto di alluminio-ferro-silicio-zinco, che offre un'eccellente resistenza alla corrosione.

Con un uso regolare, la sua durata può raggiungere i 25 anni, da 3 a 6 volte più lunga delle lamiere zincate e paragonabile a quella delle lamiere in acciaio inox.

1) La resistenza alla corrosione delle lamiere rivestite di alluminio e zinco deriva dalle funzioni protettive dello strato barriera di alluminio e dalla protezione sacrificale dello zinco. Quando lo zinco offre una protezione sacrificale ai bordi della lastra, ai graffi e alle aree danneggiate del rivestimento, l'alluminio forma uno strato di ossido insolubile, fornendo una protezione barriera.

I coils in lega di alluminio sono stati sottoposti a oltre 20 anni di test di esposizione all'esterno in varie condizioni atmosferiche, confermando che le lamiere in acciaio aluzinc con rivestimento in alluminio 55% offrono una migliore protezione dei bordi rispetto a quelle con rivestimento in alluminio 5%.

2) Le lamiere rivestite di alluminio e zinco hanno una migliore resistenza al calore rispetto alle lamiere zincate, simile alla resistenza all'ossidazione ad alta temperatura delle lamiere in acciaio alluminato, e possono essere utilizzate in ambienti fino a 315 gradi Celsius.

3) L'elevata riflettività delle lamiere rivestite di alluminio e zinco le rende efficaci barriere termiche. La loro riflettanza termica è quasi doppia rispetto a quella delle lamiere d'acciaio zincato, pertanto possono essere utilizzate come coperture e rivestimenti per il risparmio energetico, anche senza verniciatura.

4) Grazie all'eccellente adesione tra lo strato di zinco della lamiera rivestita di alluminio e la vernice, la lamiera può essere verniciata per usi generici senza pretrattamento e senza subire agenti atmosferici, mentre le lamiere di acciaio zincato richiedono un trattamento con agenti atmosferici e pretrattamento.

(12) Lamiera di acciaio inossidabile laminata a freddo

Grazie alla sua forte resistenza alla corrosione, alla buona conducibilità e all'elevata resistenza, questo materiale è ampiamente utilizzato in industrie come quella chimica, alimentare, medica, cartaria, petrolifera e nucleare, oltre che in edilizia, stoviglie, vasellame, veicoli, elettrodomestici e parti varie.

Tuttavia, è necessario considerare anche i suoi svantaggi: il costo del materiale è quattro volte superiore a quello delle normali lamiere zincate; l'elevata resistenza del materiale provoca un'usura significativa degli utensili di macchine da stampaI dadi dei rivetti a pressione utilizzati per le lamiere in acciaio inossidabile devono essere realizzati in materiale speciale di acciaio inossidabile ad alta resistenza, che è costoso, e la rivettatura non è robusta e spesso richiede un'ulteriore saldatura a punti per il rinforzo;

L'adesione del rivestimento superficiale non è elevata e il controllo di qualità è impegnativo. ritorno a mollaÈ difficile garantire l'accuratezza della forma e delle dimensioni durante la piegatura e lo stampaggio.

1) Gradi adatti per le lamiere di acciaio inossidabile laminate a freddo: 20Cr13, 10Cr17.

2) I gradi, i tipi e gli impieghi più comuni dell'acciaio inossidabile sono riportati nella Tabella 1-4.

Tabella 1-4 Gradi, tipi e impieghi comuni dell'acciaio inossidabile

Il grado 1Cr18Ni9Ti è stato abolito nel GB/T 20878-2007.

2. Piastre in alluminio e in lega di alluminio

Le piastre in alluminio e in lega di alluminio comunemente utilizzate comprendono principalmente i seguenti materiali: 3A21, 5A02, alluminio duro 2A12 e alluminio duro 2A06.

1) L'alluminio antiruggine 3A21 (vecchio grado LF21, lega Al-Mn) è l'alluminio antiruggine più utilizzato. La resistenza di questa lega non è elevata (solo superiore a quella industriale), non può essere rafforzata dal trattamento termico e impiega tipicamente metodi di lavorazione a freddo per migliorare le sue proprietà meccaniche. Ha un'elevata plasticità allo stato ricotto e una discreta plasticità in caso di indurimento per lavorazione a freddo.

La plasticità è bassa durante la tempra a freddo, ma possiede una buona resistenza alla corrosione, saldabilità e scarsa lavorabilità. È adatto alla produzione di pezzi che richiedono un'elevata plasticità e una buona saldabilità, lavorando in mezzi liquidi o gassosi a basso carico.

2) L'alluminio antiruggine 5A02 (vecchio grado LF2, lega Al-Mg) ha una migliore resistenza rispetto alla 3A21, in particolare una maggiore resistenza alla fatica, plasticità e resistenza alla corrosione. Non può essere rafforzata dal trattamento termico e ha una buona saldabilità con saldatura a contatto e a idrogeno.

Tuttavia, tende a formare cricche cristalline durante la saldatura ad arco. La lega può essere lavorata bene allo stato di indurimento per lavorazione a freddo e semi-freddo, mentre la sua lavorabilità è scarsa allo stato ricotto. Può essere lucidata.

3) L'alluminio duro 2A12 (vecchio grado LY12) è l'alluminio duro ad alta resistenza più diffuso, utilizzato per la produzione di parti ad alto carico e componenti strutturali che operano al di sotto dei 150 gradi Celsius. Può essere trattato termicamente per aumentare la resistenza. Ha una plasticità media allo stato ricotto e appena bonificato e discrete prestazioni di taglio dopo la bonifica e l'indurimento a freddo.

Dopo la ricottura, la lavorabilità è bassa. La saldatura a punti è buona, ma tende a formare cricche intergranulari durante la lavorazione. saldatura a gas e saldatura ad arco di argon. La sua resistenza alla corrosione non è elevata, e in genere viene migliorata con l'anodizzazione, la verniciatura o il rivestimento con alluminio. La plasticità è scarsa e la piegatura allo stato normale può causare cricche sugli angoli esterni arrotondati. La lastra può essere piegata in circa 1-3 ore dalla ricottura e dallo stato appena bonificato alla tempra.

4) L'alluminio duro 2A06 (vecchio grado LY6) è un alluminio duro comunemente utilizzato. Le sue prestazioni nella lavorazione a pressione e la lavorabilità sono le stesse del 2A12. Ha una discreta plasticità allo stato ricotto e appena bonificato. Il 2A06 può essere bonificato e invecchiato e la sua stabilità generale alla corrosione è la stessa del 2A12.

Se riscaldato a 150-250 gradi Celsius, ha una minore tendenza a formare corrosione intergranulare rispetto al 2A12. Il suo saldatura a punti è uguale a 2A12 e 2A16 e la sua saldatura ad arco è migliore di 2A12 ma peggiore di 2A16. Può essere utilizzato come materiale per alcuni tipi di pannelli, ma la sua plasticità è scarsa. La piegatura allo stato normale può causare cricche sugli angoli esterni arrotondati. La lastra può essere piegata in circa 1-3 ore dalla ricottura e dallo stato appena temprato alla tempra.

3. Lastre di rame e leghe di rame

Le lastre di rame e di leghe di rame comunemente utilizzate sono principalmente di due tipi: Rame puro (T2) e Ottone (H62).

1) Il rame puro (T2) è il più utilizzato, di colore viola. Possiede un'elevata conducibilità elettrica e termica, oltre a un'eccellente resistenza alla corrosione e formabilità. Tuttavia, è molto meno resistente e duro rispetto all'ottone ed è piuttosto costoso. Viene utilizzato principalmente per apparecchiature conduttive, resistenti al calore e anticorrosive, in genere per i componenti che devono trasportare grandi correnti negli alimentatori.

2) L'ottone (H62) appartiene alla categoria degli ottoni ad alto tenore di zinco. Offre una resistenza superiore e un'eccellente lavorabilità a freddo e a caldo, sottoponendosi facilmente a varie forme di lavorazione a pressione e di taglio. Viene utilizzato principalmente per vari componenti portanti imbutiti e piegati. Sebbene la sua conducibilità elettrica non sia pari a quella del rame puro, vanta una buona resistenza e durezza e il suo prezzo è ragionevolmente contenuto.

Quando i requisiti di conduttività sono soddisfatti, la scelta dell'ottone H62 rispetto al rame puro può ridurre significativamente i costi dei materiali. Attualmente, la maggior parte dei pezzi conduttori delle sbarre è realizzata in ottone H62, che ha dimostrato di soddisfare pienamente i requisiti.