第三章沖壓常用材料沖壓材料是影響零件質量和模具壽命的重要因素。目前,可沖壓的材料不僅有低碳鋼，而且還有不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等。一般以含碳量<0.25%及抗拉強度小于650N/mm2的材料為主。例如冷軋鋼SPCC(JIS)或1010(SAE)。對金屬材料的沖壓性能要求：1﹑具有良好的機械性能及較大的變形能力。金屬材料的機械性能是指抗拉強度、屈服強度、延伸率、硬度﹑塑性應變比。2﹑具有理想的金相組織結構金相組織是材料的微觀質量特征。它的主要標志是:滲碳體或碳化物的球化程度。

第一節沖壓材料的性能要求第三章沖壓常用材料1.1.沖壓材料性能（參考值見下表）：

第三章沖壓常用材料1.2

沖壓材料特征參數：

①﹑屈服強度、抗拉強度和屈強比抗拉強度是計算沖壓加工力的基本要素。所謂抗拉強度是實際拉伸試驗過程中之最大荷重值除以試驗片開始時的斷面積。即：b=PMAX/A(kg/mm2)

當屈服強度和抗拉強度高時，沖壓成形力大，成形的難度加大,而且還會降低模具的壽命。如果屈服強度高，在沖壓成形結束后，沖壓件由模具內脫離并卸載時，彈性恢復的變形也大，影響沖壓件的尺寸精度。一般的計算中,沖壓材料的剪切應力

=0.8*抗拉強度b注：1Pa=1N/m2=1x10-6N/mm2=1.01972x10-7Kg/mm2②﹑延伸率在材料拉伸試驗中,試樣拉斷后,由于保留了塑性變形,試樣長度由原來的L變成了L1,用百分比表示的比值

=（L1-L）/L

就稱為延伸率。均勻延伸率U是在單向拉伸過程中出現局部縮頸時，也就是發生拉伸過程失穩定時的延伸率。如果板材的延伸率大，對所有的伸長類沖壓成形都是有利的。當延伸率大時，脹形、翻邊的成形極限也大。因此，大多數的優質沖壓鋼都具有較高的均勻延伸率。

第三章沖壓常用材料③﹑加工硬化值(n)不銹鋼板的引伸成形要分幾次加工才能達到產品形狀，在引伸加工過程中會使材料產生硬化現象，這種現象一般稱為加工硬化。加工硬化之生成原因為材料承受一塑性變形后，在于同方向施加負荷力將使其降伏點上升，從而增加必要的變形抵抗以對抗塑性變形之再產生。降伏點是超越彈性變形區域而產生永久變形的初始點，由拉伸試驗知，是荷重不增加而伸展行為仍進行的點。加工硬化系數之高低意味著什么現象呢？n值高的材料會發生下列的行為:(1)繼續進行加工會造成材料硬化、伸長量減少而使加工不易。(2)繼續進行加工將會抑制局部變形，得到一致的變形。n值低的材料會發生下列的行為:繼續進行加工會引起局部的變形，弱的部份甚至破斷。因此，伸長類成形要求板材具有較大的n值。

④﹑塑性應變比（r）它是表示板材各向異性性能的參數。由于板材在制造過程中要經歷軋制與退火等工藝，結果使板材形成結晶方位趨于一致的織構組織，在宏觀上表現為各向異性，即在不同的方向上板材的性能有一定的差異。在生產中用r值來表示板材的各向異性，其值等于對數應變表示的寬度應變b與厚度方向應變t之比，即:r=b/t=ln(b/b0)/ln(t/t0)

r值主要影響拉深性能，板材的r值大，它的拉深性能也好。

⑤﹑硬度(Hardness)一般說來，硬度越低，塑性越好。但是，材料的硬度偏高，若碳化物球化率在90%以上，也能得到良好的沖裁面。反之，材料的硬度偏低，但球化不充分，也會使沖裁面撕裂。因此，硬度是判斷是否適合剪切的宏觀指標，而金屬組織(碳化物的均勻性和球化程度)是判斷是否適合沖裁的微觀指標。⑥﹑球化度(Spheroidizing)低碳鋼的組織是以軟的鐵素體為基體與少量的珠光體組成。而珠光體是鐵素體與滲碳體的細密的混合物，其中滲碳體含量占12%。鐵素體具有很好的塑性，而滲碳體則硬而脆。從同一含碳量的材料來看，通過隨著碳化物的球化，可提高塑性而改善沖裁面的質量。注：什么是球化退火?目的在于使網狀二次滲碳體及珠光體中的層狀滲碳體發生球化變成粒狀的滲碳體，降低材料硬度，改善切削加工性，并為淬火作好準備。由于珠光體本身較硬，而且由于網狀二次滲碳體的存在，更增加了鋼的硬度和脆性。這不僅給切削加工帶來困難，而且還會引起淬火時產生變形和開裂。⑦﹑時效割裂在對某些板材（如不銹鋼板與黃銅板等）進行拉深成形時，由于拉深時形成的殘余應力的作用，在拉深后會在圓筒形件的側壁產生縱向開裂現象。這種開裂現象可能在脫模后立即產生，也可能在放置一段時間之后，或在沖壓件使用過程當中發生，故稱為時效割裂。第三章沖壓常用材料⑧﹑圓筒深引伸試驗（LDR值）圓筒深引伸試驗法是評估金屬薄板深引伸性試驗法中最基本的方法之一。此試驗之目的在于求得金屬材料的引伸界限比（LimitDrawingRatio,簡稱LDR），LDR值越大表示該材料具有越好的引伸性。LDR＝D/dp，其中：D表示胚料直徑，dp表示沖頭（引伸制品）直徑。LDR值與塑性應變比r值呈正向關系，即r值大的材料其深引伸性也較佳。⑨﹑錐皿試驗（CCV值）錐皿試驗法是評估金屬薄板（厚度0.5～1.6mm）成形性試驗法中最基本的方法之一。CCV值可作為深引伸與拉伸之復合成形性之評估試驗，其與加工硬化值系及塑性應變比有密切關系。第三章沖壓常用材料第三節：常用鋼材牌號介紹3.1﹑日本鋼材（JIS系列）的牌號中普通結構鋼主要由三部分組成：第一部分表示材質，如：S（Steel）表示鋼，F（Ferrum）表示鐵；第二部分表示不同的形狀、種類、用途，如：P(Plate)表示板，T（Tube）表示管，K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征數字，一般為最低抗拉強度。如：SS400——第一個S表示鋼(Steel)，第二個S表示“結構”（Structure），400為下限抗拉強度400MPa，整體表示抗拉強度為400MPa的普通結構鋼。

3.2﹑SPHC——首位S為鋼Steel的縮寫，P為板Plate的縮寫，H為熱Heat的縮寫，C商業Commercial的縮寫，整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。3.3﹑SPHD——表示沖壓用熱軋鋼板及鋼帶。3.4、SPHE——表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。3.5、SPCC——表示一般用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國Q195-215A牌號。其中第三個字母C為冷Cold的縮寫。需保證抗拉試驗時，在牌號末尾加T為SPCCT。3.6、SPCD——表示沖壓用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國08AL（13237）優質碳素結構鋼。第三章沖壓常用材料3.7、SPCE——表示深沖用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當于中國08AL（5213）深沖鋼。需保證非時效性時，在牌號末尾加N為SPCEN。冷軋碳素鋼薄板及鋼帶調質代號：退火狀態為A，標準調質為S，1/8硬為8，1/4硬為4，1/2硬為2，硬為1。

表面加工代號：無光澤精軋為D，光亮精軋為B。如SPCC-SD表示標準調質、無光澤精軋的一般用冷軋碳素薄板。再如SPCCT-SB表示標準調質、光亮加工，要求保證機械性能的冷軋碳素薄板。3.8、JIS機械結構用鋼牌號表示方法為：

S+含碳量+字母代號（C、CK），其中含碳量用中間值×100表示，字母C：表示碳K：表示滲碳用鋼。如碳結卷板S20C其含碳量為0.18-0.23%。第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料第四節常用沖壓材料介紹

4.1﹑熱軋鋼熱軋鋼是一種優質碳素結構鋼，含碳量約0.10％～0.15％，屬于低碳鋼。沖壓用的熱軋鋼有下列三種：(1)、SPHC－－是熱軋鋼的代表鋼種。(2)、SPHD－－與SPHC相比，其拉伸性較佳。(3)、SPHE－－與SPHC相比，其拉伸性更佳。分類及性能介紹：

第三章沖壓常用材料

4.2﹑冷軋鋼冷軋鋼亦是一種優質碳素結構鋼，含碳量約0.08％～0.12％，屬于低碳鋼。沖壓用的冷軋鋼有下列三種：(1)、SPCC－－是冷軋鋼的代表鋼種。(2)、SPCD－－與SPCC相比，其拉伸性較佳。(3)、SPCE－－與SPCC相比，其拉伸性更佳。分類及性能介紹：第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料4.3﹑不銹鋼不銹鋼是指含鉻量達到11%以上高合金鋼，其主要的特征是耐腐蝕性及耐熱性，具有不銹性與表面光輝性。在沖壓成形中應用的不銹鋼有鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼以及馬氏體不銹鋼。鐵素體不銹鋼的沖壓性能接近于冷軋鋼板，在這種不銹鋼板生產過程中也可利用熱軋、冷軋與退火的方法獲得織構組織，使r值達到1.2～1.8左右，因此具有良好的拉深性能。但是它的硬化指數約為0.2左右，伸長率約為0.25～0.3左右，均小于奧氏體不銹鋼，所以它的伸長類沖壓成形性能較差。不銹鋼具有下列特性：(1)硬度及抗拉強度高于軟鋼板的2倍(2)熱傳導性不佳，熱膨脹系數大(3)深引伸加工會產生時效割裂(4)表面容易被模具刮傷不銹鋼牌號表示的含義：SUS***－CSP鋼（steel）一般用（use）不銹的（stainless）牌號彈簧（spring）條、帶（Strip）冷的（cold）第三章沖壓常用材料分類及性能介紹：第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料4.4﹑銅及銅合金銅及銅合金依其制造方法可分為伸銅材（展伸銅）及鑄造材兩大類；銅及銅合金之代表性特征如下:(1)熱傳導性好，導電性佳；(2)切削加工性好；(3)具有非磁性功能；(4)低溫下不產生脆化現象；(5)耐腐蝕；(6)彈性好；(7)色調美觀，易鍍錫；第三章沖壓常用材料分類及性能介紹：第三章沖壓常用材料第三章沖壓常用材料4.5、鋁及鋁合金

鋁及鋁合金材料依其制造成形過程可分為伸展材及鑄造材兩大類。伸展材料又有熱處理合金與非熱處理合金之區別，主要在于控制材料強度的方法不同。非熱處理合金是以調整冷加工程度大小來控制材料的強度，一般而言，冷加工程度越高則材料強度越高。熱處理合金是以淬火、時效處理等熱處理手段來獲得所需要的強度。基本特征：(1)：美麗的外觀(2)：強度重量比大

(3)：優良的加工性(4)：綜合性佳(5)：耐蝕性(6)：低溫特性

(7)：導電性佳(8)：熱傳導性佳(9)：反射性佳(10)：非磁性

(11)：無毒性(12)：回收分類：第三章沖壓常用材料各位數字所代表的含義：第一位數：表示主要添加合金元素1：純鋁2：主要添加合金元素為銅3：主要添加合金元素為錳或錳與鎂4：主要添加合金元素為矽5：主要添加合金元素為鎂6：主要添加合金元素為矽與鎂7：主要添加合金元素為鋅與鎂8：不屬于上列合金系的新合金第二位數：表示原合金中主要添加合金元素含量或雜質成分含量經修改的合金0：表示原合金1：表示原合金成分經第一次修改2：表示原合金成分經第二次修改第三及第四位數：純鋁：表示純度亦即最低含鋁量合金：表示個別合金的代號“－”后面的Hn或Tn表示加工硬化的狀態或熱處理狀態的煉度符號－Hn：表示非熱處理合金的煉度符號－Tn：表示熱處理合金的煉度符號第三章沖壓常用材料分類及性能介紹：第三章沖壓常用材料4.6、馬口鐵STPE

馬口鐵，是電鍍錫低碳薄鋼板的俗稱，英文縮寫為SPTE，早期稱洋鐵(TinPlate)，因為中國第一批洋鐵是於清代中葉自澳門(Macau)進口，澳門當時音譯“馬口”，故中國人一般稱之為馬口鐵。是指兩面鍍有商業純錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶,又叫鍍錫