Die Auswahl der Stanzmaterialien sollte auf Prozessleistungsindikatoren basieren, um eine hohe Stabilität, eine niedrige Fehlerrate und eine gute Formanpassungsfähigkeit während der Umformung sicherzustellen. Die kritischsten Indikatoren sind das Streckgrenzenverhältnis, die Dehnung, der Härtungsindex, der Dickenorientierungskoeffizient und die Oberflächenqualität, die direkt bestimmen, ob ein Material für einen bestimmten Stanzprozess geeignet ist. Das Folgende ist eine systematische Materialauswahlmethode, die auf diesen Leistungsindikatoren basiert:
Korrespondenz zwischen Kernleistungsindikatoren und Materialauswahl
Ein niedrigeres Streckgrenzenverhältnis (σs/σb) ist besser. Ein niedriges Streckgrenzenverhältnis weist auf eine niedrige Streckgrenze, eine hohe Zugfestigkeit, einen großen plastischen Verformungsbereich und eine geringere Rissanfälligkeit hin.
Empfohlene Materialien: Kohlenstoffarmer Stahl (z. B. SPCC, Streckgrenzenverhältnis ca. 0,6), geglühte Aluminiumlegierungen (z. B. 5052-O).
Vermeiden Sie die Verwendung von: Hochfestem Stahl (z. B. 22MnB5) hat im kalten Zustand ein hohes Streckgrenzenverhältnis, wodurch er anfällig für Risse ist und eine Warmumformung erfordert.
Je höher die Dehnung (δ), desto stärker ist die Umformfähigkeit. Die gleichmäßige Dehnung spiegelt die Fähigkeit des Materials wider, einer lokalen Einschnürung während des Dehnens zu widerstehen, was sich direkt auf die Grenze der Dehnungsverformungen (z. B. Tiefziehen) auswirkt.
Bevorzugte Materialien: Dehnung > 30 %, wie weiches Kupfer (C1020P, δ≈45 %) und austenitischer Edelstahl (SUS304, δ≈40 %).
Hinweis: Spröde Materialien (z. B. Kohlenstoffstahl) weisen eine geringe Dehnung auf und eignen sich nur zum einfachen Stanzen.
Je höher der Verfestigungsindex (n-Wert) ist, desto besser ist er für komplexe Umformungen geeignet. Ein hoher n-Wert bedeutet, dass das Material bei der Kaltverformung schnell aushärtet, was eine lokale Ausdünnung verhindern und die Verformung gleichmäßiger machen kann.
Anwendbare Szenarien: Tiefziehen, Multi-{0}}Durchgangsformen.
Empfohlenes Material: austenitischer Edelstahl (n≈0,5), besser als gewöhnlicher Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (n≈0,2). Ein höherer Orientierungskoeffizient der Blechdicke (r-Wert) begünstigt das Tiefziehen.
Ein höherer r-Wert weist darauf hin, dass sich das Material in planarer Richtung leicht verformen lässt und in Dickenrichtung nur schwer dünner werden kann, wodurch die Bruchgefahr verringert wird.
Typische Anwendung: Tiefziehen von Automobilkarosserieteilen.
Empfohlene Materialien: Kalt-gewalzter Stahl mit niedrigem-Kohlenstoffgehalt (r > 1,5), IF-Stahl (interstitieller Stahl).
Ein kleinerer Planarausrichtungskoeffizient der Platte (Δr) ist besser.
Ein kleinerer Δr weist auf eine schwache Anisotropie hin, was zu einer gleichmäßigen Verformung des Materials in verschiedene Richtungen führt und eine Bildung von Zacken (unebene Kanten tief{0}}gezogener Teile vermeidet).
Bevorzugt: Vollständig geglühtes kalt-gewalztes Blech, Δr < 0,1.
Hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität: Glatt und fehlerfrei. Die Oberfläche muss frei von Rissen, Rostflecken, Kratzern oder Oxidablagerungen sein; Andernfalls kommt es zu Spannungskonzentrationen, die zu Rissen und Schäden an der Form führen.
Empfehlung: Kalt{0}gewalztes Blech ist warm-gewalztem Blech aufgrund seiner glatteren Oberfläche und dichteren Struktur überlegen.
Dickentoleranzen müssen präzise und gleichmäßig sein. Große Dickenabweichungen beeinträchtigen die Anpassung des Formspiels und führen zu Graten, Graten oder Formschäden.
