Osnovne mehanske lastnosti, pomembne za oblikovanje
V popolnoma žarjenem stanju (mehko O-stanje) ima čisti baker idealne lastnosti oblikovanja:
Natezna trdnost: 200–240 MPa
Meja tečenja: ~70–90 MPa
Raztezek (A50mm): 45%–55%
Trdota: 35–60 HV
Reduction of area: >70%
Te vrednosti potrjujejo, da je čisti baker mehak, nizke trdnosti in se zelo deformira. Lahko prenese velike plastične obremenitve med žigosanjem in vlečenjem brez razpok ali vratov. Njegovo nizko razmerje izkoristka olajša sprožitev pretoka pod udarnim pritiskom, kar zmanjša vzmetenje in izboljša konsistentnost dimenzij v odtisnjenih delih.
Učinkovitost žigosanja čistega bakra
Čisti baker je med kovinami, ki jih je najbolj mogoče oblikovati za rezanje, krivljenje, kovanje in progresivno žigosanje.
Rezanje in prebadanje: potrebna je majhna rezalna sila; gladke strižne površine z minimalnimi robovi. Obraba orodja je majhna, ker je baker mehak in adhezivno abraziven le pri slabem mazanju.
Upogibanje in robljenje: lahko doseže majhne upogibne radije (do ~0,5× debeline) brez zloma. Pri sobni temperaturi skoraj ne kaže hladnokrhkosti, podpira ostro upogibanje in robljenje.
Kompleksno žigosanje: Primerno za zapletene geometrije v progresivnih matricah. Enakomerna deformacija zmanjša gubanje in trganje v primerjavi z zlitinami z večjo trdnostjo.
Glavna pomanjkljivost je njegova mehkoba: deli so nagnjeni k praskam, udrtinam in popačenju med rokovanjem in izmetom. Mazanje in obdelava površine orodja sta kritična za kakovost površine.
Zmogljivost globokega vlečenja čistega bakra
Globoko vlečenje je postopek, pri katerem je čisti baker najboljši.
Mejno razmerje vlečenja (LDR): običajno 2,0–2,3 za žarjeno pločevino, kar pomeni, da lahko oblikuje razmeroma globoke skodelice v enem samem vlečenju.
Obnašanje deformacije: material gladko teče od prirobnice proti votlini matrice. Visoka duktilnost zadrži lokalizirano nastajanje vratu in zlom na polmeru udarca.
Vzmet: Zelo nizka zaradi nizke meje tečenja, tako da vlečeni deli ohranijo obliko in enakomernost sten.
Tanjšanje: Zmanjšanje debeline sten je zmerno in predvidljivo ter podpira tankostenske globoko vlečene posode in ohišja.
Visoka toplotna prevodnost čistega bakra prav tako odvaja toploto, ki nastane med deformacijo, stabilizira trenje in preprečuje lokalno pregrevanje ali luščenje.
Učinki delovnega utrjevanja in toplotne obdelave
Delo iz čistega bakra se med hladnim preoblikovanjem zmerno strdi.
Po zmerni hladni deformaciji se trdnost dvigne na 300–350 MPa, medtem ko raztezek pade na 20–30 %.
Po težki hladni obdelavi lahko trdnost preseže 400 MPa z raztezkom pod 15%, kar oteži nadaljnje oblikovanje.
Medstopenjsko žarjenje pri 350–500 stopinjah popolnoma obnovi duktilnost. Pravilno žarjenje odpravi preostale napetosti, izboljša zrna in poveča sposobnost oblikovanja za večstopenjsko vlečenje. Prekomerno žarjenje lahko povzroči rast zrn in rahlo hrapavost površine.
Praktične prednosti in omejitve
Prednosti
Izjemna sposobnost oblikovanja pri sobni temperaturi za globoko vlečenje in kompleksno žigosanje
Nizka obremenitev pretoka zmanjša obremenitev stiskalnice in obremenitev matrice
Odlična duktilnost zmanjšuje razpoke v območjih z visoko obremenitvijo
Nizka vzmetnost izboljša dimenzijsko natančnost
Dobra površinska obdelava z ustreznim mazanjem
Omejitve
Nizka trdnost pomeni, da se deli med rokovanjem zlahka deformirajo
Zmerno utrjevanje zahteva žarjenje v večstopenjskih postopkih
Orodje brez ustreznih maziv je lahko nagnjeno k draženju
Ni priporočljivo za visoko obremenjene konstrukcijske dele brez naknadne ojačitve
Povzetek
Čisti baker, zlasti v mehko žarjenem stanju, je vrhunski material za žigosanje in globoko vlečenje. Njegova visoka duktilnost, nizka trdnost in struktura FCC omogočajo obsežno plastično deformacijo, zaradi česar je primeren za globoke, kompleksne komponente s tankimi stenami. Učinkovitost postopka je odvisna od temperiranja materiala, mazanja, zasnove matrice in nadzorovanega žarjenja za preprečevanje utrjevanja. Z ustreznimi parametri čisti baker zagotavlja dosledne, visokokakovostne oblikovane dele za električne, toplotne in dekorativne aplikacije.
