L'influenza dei materiali sulla lavorazione della lamiera

Influenza del materiale sul processo di piegatura

Per le lamiere che richiedono piegatura e formatura, sono essenziali una sufficiente plasticità e un carico di snervamento relativamente basso. Le lastre con elevata plasticità sono meno soggette a fessurazioni durante la piegatura, mentre i materiali con minore resistenza allo snervamento e modulo elastico inferiore mostrano un minore ritorno elastico dopo la piegatura, rendendo più facile ottenere dimensioni di piegatura precise. I materiali con buona plasticità, come l'acciaio a basso tenore di carbonio (contenuto di carbonio <0,2%), l'ottone e l'alluminio, sono facili da piegare e modellare. Per materiali più fragili, come bronzo fosforoso (QSn6,5–2,5), acciaio per molle (65Mn), alluminio duro e alluminio superduro, è necessario mantenere un raggio di curvatura relativo (r/t) maggiore durante la piegatura; in caso contrario, è probabile che si verifichino crepe. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla selezione delle condizioni di temperatura del materiale, poiché ciò influisce in modo significativo sulla piegabilità. Per molti materiali fragili, la piegatura può portare alla rottura del raggio esterno o addirittura alla frattura durante il processo. Allo stesso modo, per le lamiere di acciaio ad alto tenore di carbonio, se viene selezionata una condizione di tempra dura, la piegatura può anche causare incrinature o fratture del raggio esterno. Questi problemi dovrebbero essere minimizzati il ​​più possibile.

Influenza del materiale sul processo di disegno

L'imbutitura della lamiera, in particolare l'imbutitura profonda, è uno dei processi più impegnativi nella fabbricazione della lamiera. Richiede non solo di ridurre al minimo la profondità di disegno, di semplificare la geometria della parte e di garantire transizioni fluide, ma richiede anche una buona plasticità del materiale. In caso contrario, possono facilmente verificarsi problemi come la deformazione complessiva della parte, le grinze locali o addirittura la rottura delle sezioni trafilate.

I materiali con basso limite di snervamento e un coefficiente di anisotropia normale elevato (valore r) mostrano generalmente una migliore imbutibilità. Un rapporto di snervamento inferiore (σs/σb) indica migliori prestazioni di stampaggio e consente una maggiore deformazione in una singola operazione. Quando il valore r è maggiore di 1, la deformazione nella direzione della larghezza avviene più facilmente che nella direzione dello spessore. Un raggio di trafilatura più ampio (R) riduce il rischio di assottigliamento e fessurazione durante il processo di trafilatura, migliorando così l'imbutibilità.

I materiali comuni con buone prestazioni di imbutitura includono: lamiera di alluminio puro, 08Al, ST16 e SPCD.

Influenza del materiale sulla durezza

Nella progettazione di strutture in lamiera, si riscontra spesso che la rigidezza dei componenti strutturali in lamiera non soddisfa i requisiti. I progettisti strutturali possono ricorrere all’utilizzo di acciaio ad alto tenore di carbonio o acciaio inossidabile per sostituire l’acciaio a basso tenore di carbonio, oppure optare per leghe di alluminio più dure e resistenti al posto delle normali leghe di alluminio, sperando di migliorare la rigidità della parte. In realtà, ciò non produce alcun effetto significativo.

Per materiali dello stesso tipo di base, resistenza e durezza possono essere sostanzialmente aumentate mediante trattamento termico o legatura, ma la rigidità cambia molto poco. Per aumentare la rigidità di una parte, è necessario cambiare il tipo di materiale o alterare la forma della parte per ottenere un effetto notevole. Il modulo elastico e il modulo di taglio di diversi materiali possono essere trovati nella Tabella 1-2.