La influencia de los materiales en el procesamiento de chapa metálica

Influencia del material en el proceso de doblado

Para chapas que requieren ser dobladas y conformadas, son esenciales una plasticidad suficiente y un límite elástico relativamente bajo. Las láminas con alta plasticidad son menos propensas a agrietarse durante el doblado, mientras que los materiales con menor límite elástico y menor módulo elástico exhiben menos recuperación elástica después del doblado, lo que facilita lograr dimensiones dobladas precisas. Los materiales con buena plasticidad, como el acero con bajo contenido de carbono (contenido de carbono <0,2%), el latón y el aluminio, son fáciles de doblar y moldear. Para materiales más frágiles, como bronce fosforado (QSn6.5–2.5), acero para resortes (65Mn), aluminio duro y aluminio superduro, se debe mantener un radio de curvatura relativo (r/t) mayor durante el doblado; de lo contrario, es probable que se produzcan grietas. Se debe prestar especial atención a la selección de las condiciones de templado del material, ya que esto afecta significativamente la capacidad de flexión. Para muchos materiales frágiles, la flexión puede provocar grietas en el radio exterior o incluso fracturas durante el proceso. De manera similar, para láminas de acero con alto contenido de carbono, si se selecciona una condición de temple duro, la flexión también puede causar grietas o fracturas en el radio exterior. Estos problemas deben minimizarse tanto como sea posible.

Influencia del material en el proceso de dibujo

El embutición de chapa, especialmente la embutición profunda, es uno de los procesos más desafiantes en la fabricación de chapa. No sólo requiere minimizar la profundidad del dibujo, simplificar la geometría de la pieza y garantizar transiciones suaves, sino que también exige una buena plasticidad del material. De lo contrario, pueden ocurrir fácilmente problemas como deformación general de la pieza, arrugas locales o incluso grietas en las secciones dibujadas.

Los materiales con bajo límite elástico y un alto coeficiente de anisotropía normal (valor r) generalmente exhiben una mejor capacidad de embutición. Una relación de rendimiento más baja (σs/σb) indica un mejor rendimiento de estampado y permite una mayor deformación en una sola operación. Cuando el valor r es mayor que 1, la deformación en la dirección del ancho ocurre más fácilmente que en la dirección del espesor. Un radio de embutido más grande (R) reduce el riesgo de adelgazamiento y agrietamiento durante el proceso de embutido, mejorando así la capacidad de embutido.

Los materiales comunes con buen rendimiento de embutición incluyen: lámina de aluminio puro, 08Al, ST16 y SPCD.

Influencia del material en la dureza

En el diseño de estructuras de chapa, a menudo se encuentra que la rigidez de los componentes estructurales de chapa no cumple con los requisitos. Los diseñadores estructurales pueden recurrir al uso de acero con alto contenido de carbono o acero inoxidable para reemplazar el acero con bajo contenido de carbono, u optar por aleaciones de aluminio más duras y de mayor resistencia en lugar de aleaciones de aluminio ordinarias, con la esperanza de mejorar la rigidez de las piezas. En realidad, esto no produce ningún efecto significativo.

Para materiales del mismo tipo de base, la resistencia y la dureza se pueden aumentar sustancialmente mediante tratamiento térmico o aleación, pero la rigidez cambia muy poco. Para mejorar la rigidez de una pieza, es necesario cambiar el tipo de material o alterar la forma de la pieza para lograr un efecto notable. El módulo elástico y el módulo de corte de diferentes materiales se pueden encontrar en la Tabla 1-2.