Ang High-Hardness H18 Color Coated Aluminum Strip ay Angkop para sa Stamping Processing?

Abstract

Ang high-hardness H18 color coated aluminum strips ay malawakang ginagamit sa panlabas na dekorasyon, mga accessories ng baterya, electronic shielding at mga industriya ng packaging dahil sa kanilang mahusay na surface weather resistance, scratch resistance at structural rigidity. Gayunpaman, ang mga pang-industriyang tagagawa ay patuloy na nahaharap sa pagkalito sa kakayahang umangkop nito sa panlililak. Sinusuri ng artikulong ito ang mga panloob na mekanikal na katangian ng H18 tempered aluminum substrates, ang mga structural defect ng mga organic na color coating film, at mga aktwal na kaso ng pagkabigo sa stamping. Napagpasyahan nito na ang H18 color coated aluminum strips ay kwalipikado lamang para sa low-deformation blanking at shallow bending stamping, at ganap na hindi tugma sa deep drawing, flanging at complex profiling stamping. Ang kaukulang naka-target na mga hakbang sa pagpapabuti ng proseso ng stamping ay iminungkahi din upang mabawasan ang mga panganib sa pagbabalat ng coating at pag-crack ng substrate.

1. Pangunahing Kahulugan ng H18 Temper at Substrate Mechanical Properties

Ayon sa aluminyo haluang metal temper standard na binuo ng Aluminum Association, ang H18 ay kumakatawan sa buong strain-hardened temper na walang intermediate annealing. Hindi tulad ng H12, H14 at H16 na bahagyang hard temper, ang H18 aluminum strips ay nakakakuha ng napakataas na tigas sa pamamagitan ng isang beses na cold rolling na may processing deformation rate na higit sa 75%, na walang kasunod na heat treatment upang maibalik ang ductility. Para sa mainstream na 1000-series na purong aluminum at 3003 aluminum-manganese alloy na substrate na ginagamit para sa color coating, ang mga mekanikal na parameter ay nagpapakita ng mga malinaw na limitasyon para sa plastic forming: Ang 1060 H18 aluminum ay may elongation sa fracture na 1% hanggang 3% lamang, at ang 3003 H18 aluminum ay umaabot lamang sa 4% hanggang 5%. Sa kaibahan, ang conventional stamping-preferred H14 aluminum ay may elongation na higit sa 12%.

Ang mataas na tensile residual stress sa loob ng H18 substrates ay isa pang kritikal na hadlang. Ang matinding pag-iipon ng dislokasyon ng sala-sala sa panahon ng malamig na rolling ay ginagawang madaling kapitan ng stress ang materyal sa ilalim ng panlabas na paggugupit at puwersang makunat. Kapag lumampas na sa 5% ang lokal na strain, lalabas muna ang mga microcrack sa gilid ng strip, pagkatapos ay lalawak sa substrate sa loob ng millisecond. Ang likas na brittleness na ito ay ang pangunahing hadlang na naghihigpit sa malaking deformation stamping, na independiyente sa layer ng coating na kulay sa ibabaw.

2. Mga Karagdagang Panganib sa Stamping na Dala ng Mga Structure ng Color Coating

Kung ikukumpara sa mga hubad na H18 na aluminum strip, ang mga produktong pinahiran ng kulay ay nagdaragdag ng tatlong-layer na composite na istraktura kabilang ang chemical conversion film, prime coating at top weather-resistant coating sa magkabilang panig. Ang kabuuang kapal ng coating ay mula 18μm hanggang 35μm, na nagpapakilala ng dalawang natatanging panganib sa pagkabigo ng stamping na wala sa hubad na aluminyo.

Una, coating cohesive pagbabalat. Ang mga organikong polyester at fluorocarbon coatings na ginagamit para sa industriyal na aluminum strips ay may mas mababang elongation (mas mababa sa 2%) kaysa sa aluminum substrates. Sa panahon ng stamping bending, hindi maaaring sundin ng surface coating ang maliit na plastic deformation ng aluminum matrix, na humahantong sa transverse cracking at pagbabalat sa mga bending fillet. Kahit na para sa mababaw na stamping na may deformation na mas mababa sa 3%, ang mga nakikitang micro-crack ay lilitaw sa ibabaw ng coating, na magbabawas sa weather resistance at corrosion resistance ng mga natapos na produkto at magdudulot ng maagang kalawang sa mga outdoor service scenario.

Pangalawa, amag adhesion at ibabaw scratching. Ang makinis na cured color coating ay may mababang surface friction coefficient. Sa ilalim ng high-pressure stamping, ang lokal na vacuum adhesion ay magaganap sa pagitan ng coating surface at steel molds. Ang patuloy na pagpapakain ay magdudulot ng hindi maibabalik na mga scratch mark sa coating, na hindi maaaring ayusin sa pamamagitan ng post-processing. Sa mass production, ang depektong ito ay maaaring tumaas ang depektong rate ng higit sa 18% nang walang paggamot sa ibabaw ng amag.

3. Paghusga sa Pag-uuri ng Stamping adaptability

3.1 Naaangkop na low-deformation stamping scenario

H18 color coated aluminum strips ay ganap na angkop para sa blanking, piercing, straight shallow bending na may bending radius ≥ 3 times strip thickness, at flat trimming stamping na may strain na mas mababa sa 3%. Kasama sa mga karaniwang kaso ng application ang electronic gasket blanking, flat advertising panel trimming, at rectangular battery cover single-angle bending. Sa mga prosesong ito, ang materyal ay nagdadala lamang ng shear stress nang walang halatang makunat na pagpapapangit. Ipinapakita ng data ng mass production na kapag itinugma sa mga pinakintab na amag at water-based na stamping lubricant, ang antas ng depektong natapos na produkto ay maaaring kontrolin sa ibaba 1.2%, na nakakatugon sa mga pamantayan ng kalidad ng industriya. Samantala, ang mataas na tigas ng H18 temper ay nagsisiguro na ang mga naselyohang bahagi ay hindi magre-rebound at magde-deform pagkatapos mabuo, na malulutas ang dimensional instability problem ng soft-temper aluminum workpieces.

3.2 Hindi naaangkop na malalaking-deformation stamping na mga senaryo

Hindi inirerekomenda ang lahat ng proseso ng stamping na nangangailangan ng tensile plastic deformation, kabilang ang deep drawing, multi-angle flanging, spherical profiling at narrow-radius bending (bending radius <2 beses na strip thickness). Sa malalim na mga pagsubok sa pagguhit ng 3003 H18 color coated aluminum strips na may lalim na guhit na 8mm, 92% ng mga workpiece ay nagdusa mula sa sabay-sabay na pagkabali ng substrate at pagbabalat ng malalaking lugar na patong sa fillet ng mamatay. Ang ugat na sanhi ay dual failure: ang substrate tensile strain ay lumampas sa elongation limit, at ang coating ductility ay hindi maaaring mag-coordinate ng matrix deformation. Bukod pa rito, mahigpit na ipinagbabawal ang paulit-ulit na pangalawang stamping. Ang natitirang stress accumulation pagkatapos ng unang stamping ay higit na makakabawas sa ductility ng substrate, na humahantong sa spontaneous cracking sa loob ng 72 oras pagkatapos ng pagproseso.

4. Pag-optimize ng Proseso para sa Kwalipikadong Stamping Production

Para sa mga negosyong dapat magpatibay ng H18 color coated aluminum para sa low-deformation stamping, apat na naka-target na pagsasaayos ang makakabawas sa mga panganib sa kalidad. Una, i-polish ang mga lukab ng amag sa Ra≤0.2μm at magsagawa ng DLC ​​na mala-brilyante na carbon coating treatment upang maalis ang pagkakamot at pagdikit ng coating. Pangalawa, gumamit ng low-viscosity water-based lubricants sa halip na mga oily lubricant. Ang mga mamantika na pampadulas ay magdudulot ng pagkawalan ng kulay ng coating at pagkabigo ng adhesion sa mataas na temperatura ng panlililak. Pangatlo, kontrolin ang bilis ng stamping sa ibaba 15 stroke kada minuto. Ang high-speed stamping ay bubuo ng agarang epekto ng stress at mag-udyok ng pag-crack sa gilid. Pang-apat, gupitin ang mga nakareserbang stress-relief notches sa mga gilid ng strip bago i-stamp upang palabasin ang cold rolling na natitirang stress at maiwasan ang pagpunit sa gilid.

5. Konklusyon at Mga Mungkahi sa Pagpili ng Materyal

Upang buod, ang high-hardness H18 color coated aluminum strips ay hindi angkop para sa stamping. Ang mga ito ay isang ginustong materyal para sa mababang pagpapapangit, mataas na tigas na panlililak na mga bahagi na walang kumplikadong mga kinakailangan sa hugis, salamat sa mahusay na anti-rebound na pagganap at buo na patong sa ibabaw. Gayunpaman, ito ay hindi angkop para sa anumang daluyan at malalaking plastic deformation stamping na proseso. Para sa mga kumplikadong stamping workpiece, dapat palitan ng mga tagagawa ang mga materyales ng H14 o H16 tempered color coated aluminum strips, na nagbabalanse sa tigas at ductility. Para sa panlabas na pangmatagalang bahagi ng serbisyo na nangangailangan ng parehong surface durability at forming performance, ang mga modelo ng haluang metal gaya ng 3005 H16 color coated aluminum ay mas cost-effective na mga alternatibo.