Когда ищешь штамповка цветного металла производители, половина поставщиков уверяет, будто алюминий Д16 и АМг5 штампуются одинаково. На деле-то меж дуралюмином и магналкой — пропасть в пластичности, но многие гонятся за универсальностью оснастки и теряют в качестве фланцев.
В прошлом квартале пришлось переделывать партию крышек подшипников — заказчик настоял на сплаве АД1 вместо АД0, мол, прочнее. А в итоге на гибке под 90° пошли трещины в зоне радиусов. Пришлось объяснять, что АД1 хоть и прочнее, но пластичность ниже, плюс у нас же холодная штамповка, без подогрева. Перешли на АД0 с отжигом — все идеально, но сроки сорвали.
С медью тоже свои заморочки. М1 и М2 часто путают, но если для токопроводящих деталей брать М2 с примесями, проводимость падает на 10-15%. Один завод поставил нам рулон М2 вместо М1 для контакторов — еле уговорили заменить, а то бы брак по ТУ вышел.
Сейчас многие переходят на комбинированные материалы, например, биметаллы алюминий-сталь. Но штамповать их — отдельная история: разные коэффициенты упругой деформации, после снятия нагрузки деталь 'уходит' в сторону. Пришлось делать пробные 20 вариантов оснастки, пока подобрали зазоры и эмпирическую формулу для пружинения.
Штамповка цветного металла требует другого подхода к штампам. Для алюминия, скажем, зазор берем 7-9% от толщины, а для латуни Л63 — уже 5-6%. Если ошибешься, либо задиры пойдут, либо материал начнет 'течь' в зазор с образованием облоя.
На своем опыте убедился: полиуретановые пуансоны для мелкосерийной штамповки меди — не лучший вариант. Казалось бы, дешево и износ небольшой. Но при толщине свыше 1,2 мм края детали получаются неровными, плюс сам пуансон 'плывет' после 300-400 циклов. Перешли на стальные штампы с хромовым покрытием — дороже, но для серий от 10 тыс. штук выгоднее.
Особняком стоит штамповка цветного металла для авиакомпонентов. Там допуски по толщине стенки ±0,05 мм, да еще и рихтовка после штамповки запрещена. Пришлось разрабатывать калибровочный ручей в оснастке, который снимает напряжения — технологи из ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии подсказали вариант с подогревом до 120°C для дюралюминия.
Самый сложный момент — выявление внутренних дефектов. Цветные сплавы, особенно литейные алюминиевые, склонны к пористости. Была история с ответственной крышкой редуктора: прошла ОТК, а на сборке треснула. Вскрыли — внутри раковина 0,3 мм. Теперь для таких деталей внедрили ультразвуковой контроль выборочно, но это +15% к себестоимости.
Еще одна головная боль — соблюдение плоскостности после штамповки. Медь 'ведет' сильнее, чем сталь, пружинение непредсказуемо. Для плоских деталей типа шин заземления пришлось делать калибровочный пресс-автомат с ЧПУ, где после штамповки идет правка с точностью 0,1 мм/м.
Кстати, про ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии: они хоть и новые игроки на рынке (компания создана в мае 2024 года), но уже предлагают интересные решения по огнеупорным покрытиям для печей отжига цветных заготовок. На их сайте xinkexin.ru есть данные по термостойкости материалов — пригодилось при штамповке латуни с промежуточным отжигом.
Многие забывают, что штамповка цветного металла сильно зависит от цены лома. Скажем, если разница между стоимостью медной катанки и ценой лома меди меньше 15%, производство становится нерентабельным — очень уж велики потери на облой и обрезку.
Для алюминия считаем иначе: там главный враг — окисление. Если штампуем без защитной атмосферы, до 3% металла уходит в окалину. Для крупных партий ставили азотные генераторы — окупилось за полгода.
Себестоимость сильно зависит и от стойкости оснастки. Для алюминиевых деталей штампы служат в 3-4 раза дольше, чем для стальных, а вот для бронзы БрАЖ — наоборот, износ в 1,5 раза выше из-за абразивных частиц в сплаве.
Сейчас активно развивается штамповка с подогревом заготовки индукционным методом. Для титановых сплавов это уже стандарт, но и для алюминиевых силуминов начинаем применять — пластичность повышается в 2-3 раза, можно делать более сложные профили.
Интересно смотрятся гибридные технологии: например, штамповка + пайка в одном цикле. Для теплообменников из меди пробовали — получается быстрее, но пока дорого из-за спецоснастки.
Из новых материалов перспективны алюминиевые пенообразные структуры, но их штамповать — отдельная наука. ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии как раз заявляют о разработках в области новых материалов — интересно, будет ли у них что-то для штамповки.
В целом же, штамповка цветного металла — это всегда компромисс между стоимостью оснастки, пластичностью материала и точностью геометрии. Универсальных решений нет, под каждый случай подбирается свой комплекс параметров — от температуры до скорости деформации.
