Metaalstansmaterialen: hoe kiest u de juiste?

Metalen stempelmaterialen

Metaal stampen Hiermee kunnen diverse plaatmetalen onderdelen met uitstekende reproduceerbaarheid worden vervaardigd. Afhankelijk van de toepassing kunt u gebruikmaken van zacht aluminium tot hard titanium. De juiste materiaalkeuze voor uw project vereist echter inzicht in compatibele materialen, hun eigenschappen, kosten en toepassingsvoorkeuren.

In dit artikel worden acht metalen stempelmaterialen besproken, factoren waarmee u rekening moet houden tijdens het materiaalselectieproces, coating- en platingopties voor stempelonderdelen en soorten precisiestempelstaal.

 

Waarom is het kiezen van het juiste materiaal belangrijk bij het stempelen? 

De keuze van het juiste stansmateriaal is niet alleen belangrijk om te voldoen aan de eisen van de uiteindelijke toepassing, maar ook om de stansbewerkingen te beheersen. Variabelen zoals plaatdikte, buigspanning en stanskracht worden beïnvloed door het materiaaltype.

Daarom heeft de materiaalkeuze ook invloed op de ontwerpflexibiliteit, oppervlakteafwerking, procesefficiëntie en productiekosten. Om deze redenen is het essentieel om een ​​geschikt materiaal te kiezen voor het stansen van plaatwerk. 

Als u niet zeker weet welk metaal ideaal is voor uw onderdelen, contact en krijg deskundig advies om de juiste beslissing te nemen. 

 

Welke stempelmaterialen worden het meest gebruikt? 

Metalen stempelmaterialen

U kunt aluminium, koper, messing, brons, roestvrij staal, titanium, koolstofarm staal en hun verschillende legeringen gebruiken om aangepaste metalen stempelen onderdelen. Elk van deze materialen heeft unieke voordelen en vervormbaarheid. 

Laten we ze eens nader bekijken.

Aluminium

Aluminium stempelplaat

Aluminium is een non-ferrometaal dat gekenmerkt wordt door zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding. Dit witzilverkleurige materiaal biedt goede vervormbaarheid, corrosiebestendigheid en uitstekende dieptrekbaarheid. aluminium stempelen vereist geen ingewikkelde opstellingen en overwegingen: een eenvoudig progressief matrijspersmechanisme kan complexe onderdelen uit aluminiumplaten produceren. 

De legeringen uit de 1100-serie, 3003, 5052, 5005, 6063, 5083 en 6061 kwaliteiten, zijn het populairst bij stempeltoepassingen. 

Zuiver aluminium (1100) staat bekend om zijn vervormbaarheid en wordt gebruikt voor dieptrekwerk. 5052 biedt een goede balans tussen sterkte en stempelprestaties. 6061 is warmtebehandelbaar en meer geschikt voor het stempelen van constructieonderdelen.  

Koper

Koper stempelen 

Koper is een ductiel, geleidend, corrosiebestendig en antibacterieel metaal met een lichtrode tint. Bij blootstelling aan de omgeving vormt het een beschermende film op het oppervlak, die het onderliggende materiaal beschermt. 

Vaak wordt koper gemengd met zink, nikkel of andere legeringselementen om de sterkte en andere eigenschappen te verbeteren. Bijvoorbeeld: berylliumkoper (C17200) en fosforbrons (C51900)Zuiver koper is echter ook geschikt voor stempelprojecten, zoals C101 en C110.  

Koperstansen kan worden gebruikt om elektrische stroomrails, geleiders met laag verlies en verschillende componenten voor industriële apparatuur te vormen. 

Roestvast staal

roestvrij staal vormen

Roestvast staal is het meest populaire type staallegering en bestaat uit meer dan 10.5% chroom, 8-10% nikkel en 0.02 tot 1.2% andere legeringsmetalen in kleine hoeveelheden, zoals molybdeen en mangaan.

Verschillende soorten roestvrij staal worden gebruikt voor het stansen vanwege hun hoge mechanische sterkte, corrosiebestendigheid, aantrekkelijke afwerking en magnetische eigenschappen. De meest voorkomende stanskwaliteiten zijn: 301, 302, 305, 316, 321, 410, 420, 440A, A286 17-4 PH, 17-7 PH en AM350. 

Staalsoorten uit de 300-serie zijn austenitische staalsoorten met uitstekende corrosiebestendigheid en ductiliteit, maar hebben een relatief hogere verhardingssnelheid. Staalsoorten uit de 400-serie zijn dan ook ferritisch en bieden nog steeds een goede vervormbaarheid voor stansbewerkingen.

Sommige opmerkelijk roestvrij staal stempelen Toepassingen zijn onder meer beugels voor auto's, spoelbakken, elektronische afschermingen, componenten voor voedselverwerking en panelen voor huishoudelijke apparaten. 

Koolstofarm staal

stansen van laag koolstofstaal 

De koolstofarme staallegeringen bevatten 0.05 tot 0.3% koolstof, samen met mangaan, fosfor en silica. Deze kleine hoeveelheid koolstof verbetert de sterkte en zorgt tegelijkertijd voor een goede vervormbaarheid.

Koolstofarme staalsoorten bieden een goede lasbaarheid, vervormbaarheid, treksterkte en kostenvoordelen. Hoewel ze gevoelig zijn voor corrosie en slijtage, kan het oppervlak worden gehard door middel van carbonering of andere behandelingen. Veelgebruikte staalsoorten voor het stampen van koolstofarm staal zijn bovendien 1018, 1008 en 1010.

Messing

Messing stempelen

Messing is een legering van koper en zink, bekend om zijn geleidbaarheid, sterkte, esthetische aantrekkingskracht, corrosiebestendigheid en antibacteriële eigenschappen. Het benut de eigenschappen van zowel koper als zink, aangevuld met andere elementen in een kleine hoeveelheid. 

De ductiliteit van messing maakt het mogelijk om het te vormen tot complexe bochten, krommingen en kleine radiussen. Daarnaast kunt u een geschikte messingsoort kiezen, zoals C26000, C26800, C27200, C27000 en C36000.

Bovendien wordt messingstansen gebruikt voor medische artikelen, elektrische componenten, architectonische elementen en bevestigingsmateriaal. 

Brons

Brons stempelen

Brons bestaat uit tin, zink, aluminium en fosfor, waarbij koper het belangrijkste legeringselement is. Het is verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten en biedt een hogere stijfheid, slijtvastheid, corrosiebestendigheid en veelzijdigheid bij het persen in vergelijking met puur koper.

Hoewel verschillende bronssoorten geschikt zijn voor metaalstempeling, fosforbrons is bijzonder populair vanwege de hoge vermoeiingsgraad, vervormbaarheid en veelzijdige eigenschappen. Typische toepassingen van bronspersen zijn decoratieve hardware, busbehuizingen, ringen en afstandhouders, en elektrische connectoren. 

Titanium

Titanium stempelen

Titaniumstansen produceert sterke en lichtgewicht onderdelen voor de automobiel-, luchtvaart-, maritieme en andere industrieën. De legeringskwaliteiten beschikken over veelzijdige eigenschappen, zoals een hoge corrosiebestendigheid, stijfheid en hoge temperaturen. De meest voorkomende titaniumstanskwaliteiten zijn: Graad 1, Graad 2, Graad 4, Graad 9 en Graad 5 (6AL4V).  

Hoewel titanium relatief minder vervormbaar is, kan het met gereedschapsstaal of hardmetalen matrijzen en een hoge perskracht in complexe vormen worden gestanst. 

Inconel 

Inconel-stempeling

Inconel bestaat uit nikkel en chroom als belangrijkste legeringsbestanddelen, aangevuld met molybdeen, aluminium en titanium in kleine hoeveelheden. Het staat ook bekend als een superlegering omdat het bestand is tegen hoge druk en temperaturen. 

Voor het stansen van Inconel zijn speciale matrijsgereedschappen en hoge vormbelastingen nodig. Fabrikanten gebruiken ook warmvormen om de taaiheid te verminderen. 

Enkele opvallende voorbeelden van inconel-gestampte onderdelen zijn vliegtuigbeugels, hitteschilden, uitlaatsystemen, componenten voor energiecentrales en hoogwaardige voertuigonderdelen.

Soorten precisiestansstaal: warmgewalst versus koudgewalst versus galvalume 

Warmgewalst versus koudgewalst staal

Precisiestansen heeft doorgaans betrekking op onderdelen met toleranties kleiner dan 0.13 mm. U kunt warmwalsen, koudwalsen of galvalume gebruiken voor precisiestalen onderdelen. 

Warmgewalst staal verwijst naar staal dat met intense hitte wordt gewalst en vervolgens snel wordt afgekoeld, terwijl koudgewalst staal bij kamertemperatuur aan extreme druk wordt blootgesteld. Galvalume-staalsoorten zijn koolstofarme staalsoorten die thermisch worden ondergedompeld in een zink-aluminiumoplossing. 

Laten we eens kijken naar de vergelijkingstabel van deze drie precisiemetaalstansmaterialen: 

Eigendom	Warm gewalst	Koudgewalst	Galvalum
Metallurgische eigenschappen	Grovere korrel, lagere vloeigrens, hoge ductiliteit	Door de bewerking verhard, sterker en fijnkorreliger	Hetzelfde als koolstofarm staal
Stempeltolerantie	Losse thee	Strak (beste)	Gemiddeld
Vormbaarheid	Zeer goed voor dieptrekken	Goed, maar beperkt door kracht	Licht verminderd door de coating
Kosten	Laagste	Hoger	Hoger dan HR
Dimensionale stabiliteit	Laag	Hoge	Gemiddeld
Onderdelen voorbeelden	Grote structurele panelen, beugels	Precisiebehuizingen, binnenpanelen voor auto's	Dakpanelen, buitenbekleding, HVAC

Uit bovenstaande vergelijking blijkt dat warmgewalste en koudgewalste staalsoorten de voorkeur genieten voor nauwkeurige stansdelen dan galvalumestaalsoorten.

 

Factoren om te overwegen bij het kiezen van het juiste stempelmateriaal 

Het beste metaal of de beste legering voor uw stansdelen hangt af van de eindtoepassing, vervormbaarheid, sterkte, kosten en procesvariabelen. Door rekening te houden met deze factoren bij de materiaalkeuze, kunt u het beste materiaal tegen concurrerende prijzen vinden. 

Laten we kort de algemene factoren bekijken waarmee u rekening moet houden:

• Vereisten voor eindgebruik: Definieer de fysieke en mechanische eigenschappen die nodig zijn voor de toepassing, rekening houdend met de complexiteit van de onderdelen en hun operationele omgeving. 

• Vervormbaarheid: Metalen met een lage vervormbaarheid zijn lastig te vormen tot complexe onderdelen, omdat ze extreem zware persen vereisen. Bovendien zijn ze gevoeliger voor scheuren. 

• Treksterkte:  Hoge treksterkte betekent dat het hogere buigkrachten kan weerstaan ​​en dat er scherpere bochten mee kunnen worden gemaakt. Houd hier dus rekening mee als uw onderdelen kleine buigingen hebben. 

• • Werkverharding: Een hogere verhardingssnelheid maakt het materiaal bros en hard voor vervormingsbewerkingen. Bovendien kan het scheuren in de buiglijn veroorzaken. Overweeg daarom of het materiaal een verhardingssnelheid heeft die binnen de acceptabele limiet valt. 

• Kosten voor metaalstansen: Het omvat zowel de materiaalkosten als de stanskosten. Overweeg welke grondstof goedkoper is op de markt en tegelijkertijd goed vervormbaar is, zonder dat dit ten koste gaat van de vereiste eigenschappen voor functionaliteit en prestaties. 

 

Veelvoorkomende problemen bij een onjuiste materiaalkeuze

De keuze van het verkeerde materiaal heeft een directe invloed op de functionaliteit en prestaties van de stansdelen. Het beïnvloedt dus ook de stansbewerkingen en verhoogt het risico op materiaalscheuren. 

Laten we eens kijken naar de meest voorkomende problemen die zich voordoen bij een onjuiste materiaalsectie.

• corrosie: Als u onderdelen stanst voor vochtige, chloorhoudende of vergelijkbare omgevingen, kan een verkeerde materiaalkeuze leiden tot snelle corrosie en slijtage.
• Vermoeidheidsfalen: Als u een materiaal met een lage vermoeiingssterkte kiest, kunnen de onderdelen onder hoge spanning scheuren. 
• Materiaalbreuk: Als het gekozen materiaal slecht vervormbaar is, kan de plaat scheuren of breken tijdens het stansen. 
• Overmatige slijtage: Materialen met een lage hardheid of slechte tribologische eigenschappen slijten snel tegen de contactoppervlakken, wat resulteert in een hogere speling, trillingen en kostbaar onderhoud van het stempelgereedschap.

Wat zijn de verschillende precisievormbewerkingen bij metaalstansen? 

Stempelbewerkingen

Stansen staat bekend om het snel en herhaalbaar vervaardigen van complexe plaatwerkonderdelen. Het wordt daarom inherent gekenmerkt door de mogelijkheid om meerdere vormbewerkingen uit te voeren. Daarom worden de matrijzen en persen voor het stansen afgestemd op het aantal vormbewerkingen dat nodig is om de gewenste geometrie te bereiken. 

Hieronder vindt u een lijst met veelvoorkomende precisievormbewerkingen bij het metaalstansen:

• Verbuiging
• Perforeren
• Dieptrekken 
• Kerven
• Embossing
• Hemming
• Randafwerking
• Curling
• Insnoering
• Extrusie

Bent u verder geïnteresseerd in metaalvormprocessen? Lees dan het artikel " Ponsen versus stempelen"Hier. 

 

Coating en plating van metalen stansdelen 

Net als bij elk ander vervaardigd object kunt u metaalcoating, plating, warmtebehandeling en andere oppervlakteafwerkingsmethoden toepassen. Niet alleen voor esthetische doeleinden, maar ook nabewerking en afwerking helpen de oorspronkelijke eigenschappen te verbeteren.

Houd er rekening mee dat het plating- (of coating-) materiaal compatibel moet zijn met het substraatoppervlak. Zo is verzinken geschikt voor gestanste onderdelen van koolstofarm staal, terwijl verchromen een beschermende en esthetisch aantrekkelijke afwerking biedt voor gestanste stalen onderdelen.

Bovendien kunt u kiezen nikkel, zink, chroom, palladium, zilver, of andere metalen voor plating, terwijl poeders op epoxybasis zijn het meest geschikt voor thermische coating. 

Heeft u een productiepartner nodig voor metalen stansdelen? 

Als u overweegt een taak uit te besteden stempel dienstEr zijn verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van een fabrikant. Begin met het maken van een shortlist van betrouwbare stempelbedrijven met ervaring in de materialen, toleranties en productievolumes die uw project vereist.

Analyseer vervolgens hun productiecapaciteit, precisie, doorlooptijd, communicatieflexibiliteit, beschikbare materialen en ervaring met het afhandelen van gerelateerde projecten. Nadat u een aantal bedrijven hebt geanalyseerd en geïdentificeerd die aan uw eisen kunnen voldoen, vergelijkt u hun prijsstructuren.

Als u onze prijsstructuur voor stempeldiensten nodig hebt, upload dan het ontwerp met gedetailleerde specificaties en krijgen een offerte. 

Waarom ProleanTech? 

✔ Een divers aanbod aan precisie-metaalstansmaterialen 

✔ Geavanceerde CNC-systemen met progressieve matrijzen en transferstansmessen. 

✔ Nauwe toleranties zo laag als ±0.05 mm, afhankelijk van de dikte en complexiteit.

✔ Een deskundig team van ingenieurs en operators voor procesafhandeling

✔ Uitstekende herhaalbaarheid 

✔ Strenge kwaliteitscontrolemaatregelen

 

Conclusie

U kunt een breed scala aan metalen en legeringen vinden voor het stansen van plaatwerk, variërend van ductiel aluminium en koper tot taai titanium en Inconel. Naarmate de taaiheid van het materiaal toeneemt, wordt het uitvoeren van stansbewerkingen een grotere uitdaging. 

De keuze hangt af van de vereiste fysieke en mechanische eigenschappen voor de toepassing, de vervormbaarheid en de kosten. U moet uw eindgebruiksvereisten definiëren en analyseren welk materiaal de beste prijs-kwaliteitverhouding biedt. 

Uiteindelijk is het cruciaal om een ​​ervaren en betrouwbare fabrikant te kiezen zoals ProleanTechdie is uitgerust met geavanceerde CNC-stanssystemen en uitgebreide materiaalmogelijkheden biedt. 

 

FAQ 

Welk materiaal is het beste voor metaalstempelen?

Er is geen enkel optimaal materiaal voor stansen; het beste materiaal voor u hangt af van het uiteindelijke gebruik van de gestanste onderdelen. Legeringen met een laag koolstofgehalte zijn het meest geschikt voor algemeen stansen, aluminiumlegeringen zijn ideaal voor lichtgewicht toepassingen en koper/messing zijn het meest geschikt voor elektrische onderdelen. 

Welk metaal is het makkelijkst te stempelen?

Aluminium is het gemakkelijkst te stansen metaal vanwege de uitstekende vervormbaarheid en minimale verhardingssnelheid. U kunt gemakkelijk meerdere vormbewerkingen op een aluminium plaat uitvoeren zonder dat er schade ontstaat. metaalstansdefecten.