一、黑金属 1)深拉深钢板的化学成分 深拉深用冷轧钢板主要有08Al、08F、08、及10、15、20钢。其化学成分如表8—44所示。 表8—44 深拉深冷轧薄钢板的化学成分(GB/T5213—1985和GB/T710—1991) 钢板 | 化学成分(质量分数 %) | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Cu | Al | 08Al | ≤0.08 | ≤0.03 | 0.35~0.45 | ≤0.020 | ≤0.03 | ≤0.01 | ≤0.03 | ≤0.15 | 0.02~0.07 | 08F | 0.05~0.11 | ≤0.03 | 0.25~0.50 | ≤0.040 | ≤0.04 | ≤0.25 | ≤0.10 | ≤0.25 | — | 08 | 0.05~0.12 | 0.17~0.37 | 0.35~0.65 | ≤0.035 | ≤0.04 | ≤0.25 | ≤0.10 | ≤0.25 | — | 10 | 0.07~0.14 | 0.17~0.37 | 0.35~0.65 | ≤0.035 | ≤0.04 | ≤0.25 | ≤0.15 | ≤0.25 | — | 15 | 0.12~0.19 | 0.17~0.37 | 0.35~0.65 | ≤0.040 | ≤0.04 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.25 | — | 20 | 0.17~0.24 | 0.17~0.37 | 0.35~0.65 | ≤0.040 | ≤0.04 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.25 | — | | | | | | | | | | |
(2)影响钢板冲压性能的主要因素 化学成分、金属组织、力学性能和表面质量等均影响冲压性能 在上述钢号中用量最大的是08钢,并有沸腾钢与镇静钢之分,沸腾钢08F价廉,表面质量好,但偏析比较严重,且有“应变时效”倾向,对于冲压性能要求高,外观要求严格的零件不适合。08Al镇静钢板价格较高,但性能均匀,“应变时效”倾向小,适用于汽车、拖拉机覆盖件的拉深 。 1)08钢中主要元素对冲压性能的影响(表8—45) 表8—45 主要元素对08钢冲压性能的影响 元素名称 | 对 冲 压 性 能 的 影 响 | C | 增加FeC的数量,提高钢板的抗拉强度和屈服强度,降低塑性,使冲压性能恶化,特别是当FeC出现于晶界时,对冲压性能的不利影响更大 | Si | 硅溶于铁素体中,强化铁素体的作用很大,增加强度,降低塑性,含硅量越低越好,深冲压钢板不能用硅脱氧 | Mn | 锰的直接影响不大,锰和硫形成MnS夹杂物,其数量和形态对冲压性能有影响 | P | 磷显著地增加强度和脆性,并有偏析倾向,易于形成带状组织,这些都对冲压性能不利 | S | 形成硫化物,其数量、形状和分布对冲压性能有很大影响,数量多、且呈细长条状分布的硫化物对冲压性能不利 | Al | 是镇静钢的最终脱氧剂,可与氮形成氮化铝,显著降低钢板的“应变时效”倾向,容易得到“饼形”铁素体晶粒,改善冲压性能。钢中铝的最佳含量为其质量分数=(0.03~0.05)% | | |
2)深拉深冷轧薄板铁素体晶粒度的标准(表8—46) 表8—46 深拉深冷轧薄钢板铁素体晶粒级别 钢板状态 | 钢 号 及 拉 深 级 别 | ZF HF | F | Z | S | 08Al | 05F,8F,10F | 08b,15F,20F,08,10,15,20 | 05F,08F,10F,15F,20F,08b,08,10,15,20 | 冷轧 | 6,7,8或“饼形” | 6,7,8,9或“饼形” | 6,7,8 | 6,仙居杨梅节7,8,9 | 5,6,7,8,9 | | | | | | |
1)铝镇静钢08Al按其拉深质量分为三级:ZF—拉深最复杂零件;HF—拉深很复杂零件;F—拉深复杂零件 2)其他深冲薄钢板(包括热轧板)按冲压性能分级为:Z—最伸拉深件;S—深拉深件;P—普通拉深件 3)深拉深冷轧薄钢板的力学性能(表8—47) 表8—47 深拉深冷轧薄钢板的力学性能(GB/T5213—1985和GB/T710—1991) 钢号 | 级别 | 厚度/mm | /MPa | /MPa | /(%) | | yaoming不 小 于 | 08Al | ZF HF F | 全部 全部 >1.2 1.2 <1.2 | 260~330 260~340 260~350 260~350 260~350 | 200 210 220 220 240 | 44 42 39 42 42 | 0.66 0.70 — — — | 08F | Z S P | ≤4 | 280~370 280~390 280~390 | — — — | 34 32 30 | — — — | 08 | Z S P | ≤4 | 280~400 280~420 280~420 | — — — | 32 30 28 | — — — | 10 | Z S P | ≤4 | 300~420 300~440 300~440 | — — — | 30 29 28 | — — — | 15 | Z S P | ≤4 | 340~460 360~480 360~480 | — — — | 27 26 25 | — — — | 20 | Z S P | ≤4 | 360~500 360~510 360~510 | — — — | 26 25 24 | — — — | | | | | | | |
4)深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度(表8—48) 表8—48 深拉深冷轧薄钢板的杯突试验冲压深度 (GB/T5213—1985和GB/T710—1991) 钢板厚度 | 钢号及级别 | 08A1 | 08、08F | 10、15、20 | ZF | HF | F | Z | S | P | Z | S | Er值(杯突试验深度)不小于 | 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 | 9.5 9.8 10.3 10.6 10.8 11.2 11.3 11.5 11.7 11.8 12.0 — — — — — | 9.3 9.6 10.1 10.5 10.7 10.8 11.0 11.2 11.3 11.4 11.6 11.8 12.0 12.1 12.2 12.3 | 9.1 9.4 9.9 10.3 10.5 10.7 10.9 11.1 11.3 11.4 11.5 11.7 11.9 12.0 12.1 12.2 | 9.0 9.4 连弩9.7 10.0 10.3 10.5 10.8 11.0 11.2 11.3 11.5 11.6 11.8 11.9 12.0 12.1 | 8.4 8.9 9.2 9.5 9.9 10.1 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 11.6 11.7 11.8 11.9 | 8.0 8.5 8.9 9.3 9.6 9.9 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 11.5 11.7 11.8 | 8.0 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 — — — — — — — — — — | 7.4 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 — — — — — — — — — — | | | | | | | | | |
2.常用材料的力学性能 (1)黑金属材料的力学性能(表8—49) 表8—49 黑金属材料的力学性能 材料名称 | 材料牌号 | 材料状态 | 抗剪强度 /MPa | 抗拉强度 /MPa | 伸长率 | 屈服点 /MPa | 弹性模量 /MPa | 电工用工业纯铁C>0.025 | DT1 DT2 DT3 | 已退火的 | 180 | 230 | 26 | | | 电工硅钢 | D11、D12 D21、D31 D32、D370 D310~340 S41~48 | 已退火的 | 190 | 230 | 26 | | | 普通碳素钢 | Q195 | 未经退火的 | 260~320 | 315~390 | 28~33 | 195 | | Q215 | 270~340 | 335~410 | 26~31 | 215 | Q235 | 310~380 | 375~460 | 21~26 | 235 | Q255 | 340~420 | 410~510 | 19~24 | 255 | Q275 | 400~500 | 490~610 | 15~20 | 275 | 碳素工具钢 | 08F | 已退火的 | 220~310 | 280~390 | 32 | 180 | | 10F | 260~360 | 330~450 | 32 | 200 | 190000 | 15F | 220~340 | 280~420 | 30 | 190 | | 08 | 260~340 | 300~440 | 29 | 210 | 198000 | 10 | 250~370 | 320~460 | 28 | — | | 15 | 270~380 | 340~480 | 26 | 280 | 202000 | | 20 | | 280~400 | 360~510 | 35 | 250 | 21000 | 25 | 320~440 | 400~550 | 34 | 280 | 202000 | 30 | 360~480 | 450~600 | 22 | 300 | 201000 | 35 | 400~520 | 500~650 | 20 | 320 | 201000 | 40 | 420~540 | 520~670 | 18 | 340 | 213500 | 45 | 440~560 | 550~700 | 16 | 360 | 204000 | 50 | 已正火的 | 440~580 | 550~730 | 14 | 380 | 220000 | 55 | 550 | 670 | 43 | 390 | — | 60 | 550 | 700 | 12 | 410 | 208000 | 65 | 600 | 730 | 10 | 420 | — | 70 | 600 | 760 | 9 | 430 | 210000 | 碳素工具钢 | T7~T12 T7A~T12A | 已退火的 | 600 | 750 | 10 | — | — | T8A | 冷作硬化的 | 600~950 | 750~1200 | — | — | — | 优质碳素钢 | 10Mn | 已退火的 | 320~460 | 400~580 | 22 | 230 | 211000 | 65Mn | 600 | 750 | 12 | 400 | 21000 | 合金结构钢 | 25CrMnSiA 25CrMnSi | 已低温退火的 | 400~560 | 500~700 | 18 | 950 | — | 30CrMnSiA 30CrMnSi | 440~6000 | 550~750 | 16 | 1450 850 | — | 优质弹簧钢 | 60Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA | 已低温退火的 | 720 | 900 | 10 | 1200 | 200000 | 冷作硬化的 | 640~960 | 800~1200 | 10 | 1400 1600 | — | 不锈钢 | 1Cr13 | 已退火的 | 320~380 | 400~470 | 21 | 420 | 210000 | 2Cr13 | 320~400 | 400~500 | 20 | 450 | 210000 | 3Cr13 | 400~480 | 500~600 | 18 | 480 | 210000 | 4Cr13 | 400~480 | 500~600 | 15 | 500 | 210000 | 1Cr18Ni19 2Cr18Ni19 | 经过热处理的 | 460~520 | 580~640 | 35 | 200 | 200000 | 已碾压冷作硬化的 | 800~880 | 1000~1100 | 38 | 220 | 200000 | 1Cr18Ni9Ti | 热处理退软的 | 430~550 | 540~700 | 40 | 200 | 200000 | | | | | | | | |
(2)钢在加热时的抗剪强度(表8—50) 表8—50 钢在加热状态的抗剪强度 (单位:MPa) (3) 普通碳素钢冷弯实验指标(8-51) 表8—51 普通碳素钢冷弯试验指标 (GB700—1988) 牌号 | 试样方向 | 冷弯试验B=2a180° | 备注 | 钢材厚度或直径/mm | ≤60 | >60~100 | >100~200 | | 弯心直径d | | Q195 | 纵 | 0 | — | — | 各牌号A级钢的冷弯试验,在需方有要求时才进行 冷弯试验合格时,抗拉强度上限可以不作交货条件 | 横 | 0.5a | Q215 | 纵 | 0.5a | 1.5a | 2a | 横 | a | 2a | 2.5a | Q235 | 纵 | a | 2a | 2.5a | 横 | 1.5a | 2.5a | 3a | Q255 | | 2a | 3a | 3.5a | Q275 | | 3a | 4a | 青海藏语网4.5a | | | | | | |
注:B—试样宽度 二、有金属 有金属的力学性能(表8—52) 表8—52 有金属的力学性能 材料名称 | 牌 号 | 材料状态 | 抗剪强度τ/MPa | 抗拉强度 /MPa | 伸长率 /(%) | 屈服点 /MPa | 弹性模量E/MPa | 铝 | 1070A,1050A 1200 | 已退火 | 80 | 75~110 | 25 | 50~80 | 72000 | 冷作硬化 | 100 | 120~150 | 4 | 120~240 | 铝锰合金 | 3A21 | 已退火 | 70~100 | 110~145 | 19 | 50 | 71000 | 半冷作硬化 | 100~140 | 155~200 | 13 | 130 | 铝镁合金 铝镁铜合金 | SA02 | 已退火 | 130~160 | 180~230 | — | 100 | 70000 | 半冷作硬化 | 160~200 | 230~280 | 210 | 高强度铝镁铜合金 | 7A04 | 已退火 | 170 | 250 | — | — | — | 淬硬并经人工时效 | 350 | 500 | 460 | 70000 | 镁锰合金 | MB1 MB8 | 已退火 | 120~140 | 170~190 | 3~5 | 98 | 43600 | 已退火 | 170~190 | 220~230 | 12~24 | 140 | 40000 | 冷作硬化 | 190~200 | 240~250 | 8~10 | 160 | 硬铝 | 2Al12 | 已退火 | 105~150 | 150~215 | 12 | — | — | 淬硬并经自然时效 | 280~310 | 400~440 | 15 | 368 | 72000 | 淬硬后冷作硬化 | 280~320 | 400~460 | 10 | 340 | 纯铜 | T1、T2、T3 | 软 | 160 | 200 | 30 | 70 | 108000 | 硬 | 240 | 300 | 3 | 380 | 130000 | 黄铜 | H62 | 软 | 260 | 300 | 35 | 380 | 100000 | 半硬 | 300 | 380 | 20 | 200 | — | 硬 | 420 | 420 | 10 | 480 | — | 黄铜 | H68 | 软 | 240 | 300 | 40 | 100 | 110000 | 半硬 | 280 | 350 | 25 | — | 硬 | 400 | 400 | 15 | 250 | 115000 | 铅黄铜 | HPb59-1 | 软 | 300 | 350 | 25 | 142 | 93000 | 硬 | 400 | 450 | 5 | 420 | 105000 | 锰黄铜 | HMn58-2 | 软 | 340 | 390 | 25 | 170 | 100000 | 半硬 | 400 | 450 | 15 | — | 硬 | 520 | 600 | 5 | 锡磷青铜 锡锌青铜 | QSn4-4-2.5 QSn4-3 | 软 | 260 | 300 | 38 | 140 | 100000 | 硬 | 480 | 550 | 3~5 | | 特硬 | 500 | 650 | 1~2 | 546 | 124000 | 铝青铜 | QAl17 | 退火 | 520 | 600 | 10 | 186 | — | 不退火 | 560 | 650 | 5 | 250 | 115000~130000 | 铝锰青铜 | QAl9-2 | 软 | 360 | 450 | 18 | 300 | 92000 | 硬 | 480 | 600 | 5 | 500 | — | 硅锰青铜 | QBi3-1 | 软 | 280~300 | 350~380 | 40~45 | 239 | 120000 | 硬 | 480~520 | 600~650 | 3~5 | 540 | — | 特硬 | 560~600 | 700~750 | 1~2 | — | — | 铍青铜 | QBe2 | 软 | 240~480 | 300~600 | 30 | 250~350 | 117000 | 硬 | 520 | 660 | 2 | 1280 | 132000~141000 | 白铜 | B19 uhlsport | 软 | 240 | 300 | 25 | — | — | 硬 | 360 | 450 | 3 | 锌白铜 | BZn15-20 | 软 | 280 | 350 | 35 | 207 | — | 硬 | 400 | 550 | 1 | 486 | 126000~140000 | 特硬 | 520 | 650 | — | | 镍 | Ni-3~Ni-5 | 软 | 350 | 400 | 35 | 70 | — | 硬 | 470 | 550 | 2 | 210 | 210000~230000 | 德银 | BZn15-20 | 软 | 300 | 350 | 35 | — | — | 硬 | 480 | 550 | 1 | 特硬 | 560 | 650 | 1 | 锌 | Zn-3~Zn-6 | — | 120~200 | 140~230 | 40 | 75 | 80000~130000 | 铅 | Pb-3~Pb-6 | — | 20~30 | 25~40 | 40~50 | 5~10 | 15000~17000 | 锡 | Sn1~Sn4 | — | 30~40 | 40~50 | — | 12 | 41500~55000 | 钛合金 | TA2 | 退火 | 360~480 | 450~600 | 25~30 | — | — | TA3 | 440~600 | 550~750 | 20~25 | TA5 | 640~680 | 800~850 | 15 | 800~900 | 104000 | 镁合金 | MB1 | 冷态 | 120~140 | 170~190 | 3~5 | 120 | 40000 | MB8 | 150~180 | 230~240 | 14~15 | 220 | 41000 | MB1 | 预热 300℃ | 30~50 | 30~50 | 50~52 | — | 40000 | MB8 | 50~70 | 50~70 | 58~62 | — | 41000 | 银 | — | — | — | 180 | 50 | 30 | 81000 | 可伐合金 | Ni29Co18 | — | 400~500 | 500~600 绪词语 | — | — | — | 康铜 | BMn40-1.5 | 软 | — | 400~600 | — | — | — | 硬 | — | 650 | — | — | — | 钨 | — | 已退火 | — | 720 | 0 | 700 | 312000 | 未退火 | — | 1491 | 1~4 | 800 | 380000 | 钼 | — | 已退火 | 20~30 | 1400 | 20~25 | 385 | 280000 | 未退火 | 32~34 | 1600 | 2~5 | 595 | 300000 | | | | | | | | |
三、非金属 (1)非金属材料的极限抗剪强度(表8—53) 表8—53 非金属材料的极限抗剪强度 (单位:MPa) 材 料 名 称 | 极限抗剪强度τ | 管状凸模裁切 | 普通凸模冲裁 | 纸胶板 布胶板 玻璃布胶板 金属箔的玻璃布胶板 金属箔的纸胶板 环氧酚醛玻璃布板 工业橡胶板 石棉橡胶 人造橡胶,硬橡胶 层压纸板 层压布板 绝缘纸板 厚纸板 软钢纸板 有机玻璃 聚氯乙烯 氯乙烯 赛璐咯 皮革 工业用皮革 工业用毛毡 桦木胶合板 漆布、绝缘漆布 云母 人造云母 硬钢纸板 | 100~130 90~100 120~140 130~150 110~130 180~210 1~6 40 40~70 100~130 90~100 40~70 30~40 20~40 70~80 60~80 30~40 40~60 6~8 — 4~5 10 30~60 50~80 120~150 30~50 | 140~200 120~180 160~185 160~220 140~200 210~240 20~80 — — 140~200 120~180 60~100 40~80 20~30 90~100 100~130 50 80~100 30~50 45~55 — — — 60~100 140~180 40~45 | | | |
(2)非金属材料加热时的抗剪强度(表8—54) 表8—54 非金属材料加热时的抗剪强度 材料 | 温度/℃ | 抗剪强度τ/MPa | 孔的直径/mm | 1~3 | 3~5 | 5~10 | >10 | 纸胶板 | 22 70~100 105~130 | 147~177 118~137 108~127 | 118~147 98~118 98~108 | 98~108 88~98 88~98 | 98~108 93 88 | 布胶板 | 22 80~100 | 127~147 98~118 | 118~127 78~108 | 103~118 88~98 | 88~98 69~78 | 玻璃布胶板 | 22 80~100 | 157~181 119~137 | 147~152 113~118 | 147 108 | 39~127 88~98 | 玻璃纤维丝胶板 | 22 80~100 | 137~157 98~118 | 127~137 88~108 | 118~127 88 | 69 39 | 有机玻璃 | 22 70~80 | 88~98 59~78 | 78~88 69 | 69~78 49 | 69 39 | 聚氯乙烯塑料 | 22 100 | 118~127 59~78 | 98~108 49~59 | 49~88 39~49 | 59~78 39 | 赛璐咯 | 22 70 | 78~98 49 | 69~78 39 | 59~64 34 | 59 29 | | | | | | |
注:表列抗剪强度用于普通凸模冲裁时的计算值。 |