Wybór materiałów do tłoczenia powinien opierać się na wskaźnikach wydajności procesu, aby zapewnić wysoką stabilność, niski wskaźnik defektów i dobrą zdolność adaptacji matrycy podczas formowania. Najbardziej krytycznymi wskaźnikami są granica plastyczności, wydłużenie, wskaźnik twardnienia, współczynnik orientacji grubości i jakość powierzchni, które bezpośrednio określają, czy materiał nadaje się do określonego procesu tłoczenia. Poniżej znajduje się systematyczna metoda selekcji materiałów w oparciu o te wskaźniki wydajności:
Zgodność między podstawowymi wskaźnikami wydajności a wyborem materiału
Lepszy jest niższy współczynnik granicy plastyczności (σs/σb). Niski współczynnik granicy plastyczności wskazuje na niską granicę plastyczności, wysoką wytrzymałość na rozciąganie, duży zakres odkształceń plastycznych i mniejszą podatność na pękanie.
Zalecane materiały: stal nisko-węglowa (np. SPCC, granica plastyczności około 0,6), wyżarzane stopy aluminium (np. 5052-O).
Unikaj stosowania: stal-o wysokiej wytrzymałości (np. 22MnB5) ma wysoki współczynnik plastyczności w stanie zimnym, przez co jest podatna na pękanie i wymaga formowania na gorąco.
Im większe wydłużenie (δ), tym większa zdolność do formowania. Jednolite wydłużenie odzwierciedla odporność materiału na miejscowe przewężenia podczas rozciągania, co bezpośrednio wpływa na granicę odkształceń wydłużeniowych (takich jak głębokie tłoczenie).
Preferowane materiały: wydłużenie > 30%, np. miękka miedź (C1020P, δ≈45%) i austenityczna stal nierdzewna (SUS304, δ≈40%).
Uwaga: materiały kruche (takie jak-stal wysokowęglowa) mają niskie wydłużenie i nadają się tylko do prostego wykrawania.
Im wyższy wskaźnik utwardzania (wartość n), tym lepiej dla złożonego formowania. Wysoka wartość n oznacza, że materiał szybko twardnieje podczas odkształcania na zimno, co może hamować lokalne przerzedzenie i sprawić, że odkształcenie będzie bardziej równomierne.
Obowiązujące scenariusze: głębokie tłoczenie,-formowanie wieloprzebiegowe.
Zalecany materiał: austenityczna stal nierdzewna (n≈0,5), lepsza od zwykłej stali nisko-węglowej (n≈0,2). Wyższy współczynnik orientacji grubości blachy (wartość r) bardziej sprzyja głębokiemu tłoczeniu.
Wyższa wartość r wskazuje, że materiał łatwo odkształca się w kierunku płaskim i trudno go rozcieńczyć w kierunku grubości, co zmniejsza ryzyko pęknięcia.
Typowe zastosowanie: Głębokie tłoczenie paneli karoserii samochodów.
Zalecane materiały:-walcowana na zimno stal niskowęglowa- (r > 1,5), stal IF (stal międzywęzłowa).
Lepszy jest mniejszy współczynnik orientacji płaskiej płyty (Δr).
Mniejszy Δr wskazuje na słabą anizotropię, co skutkuje równomiernym odkształceniem materiału w różnych kierunkach i pozwala uniknąć efektu spiekania (nierówne krawędzie-głęboko ciągnionych części).
Preferowane: Całkowicie wyżarzany-blach walcowany na zimno, Δr < 0,1.
Wysokie wymagania dotyczące jakości powierzchni: gładka i-wolna od wad. Powierzchnia musi być wolna od pęknięć, plam rdzy, zadrapań i zgorzeliny tlenkowej; w przeciwnym razie nastąpi koncentracja naprężeń, prowadząca do pękania i uszkodzenia formy.
Zalecenie: Blacha-walcowana na zimno jest lepsza od blachy-walcowanej na gorąco ze względu na jej gładszą powierzchnię i gęstszą strukturę.
Tolerancje grubości muszą być dokładne i jednolite. Duże odchylenia grubości będą miały wpływ na dopasowanie luzu formy, prowadząc do zadziorów, wypływek lub uszkodzenia formy.
