常用冲压非铁金属材料选择

1.非铁金属板料的冲压性能

（1）铝及其合金板 铝材是板料冲压加工中使用得最普遍的一种非铁金属。它有纯铝与合金之分。

铝的特点是塑性较高，在空气中具有良好的耐蚀性。但是，纯铝的强度很低，常通过合金化及热处理或加工硬化等方法予以提高。应当注意，变形铝合金中，有的不能用热处理来增加强度。

表1-1-48介绍了铝合金冲压成形性能的实验数据。冲压加工中用得更多的铝合金板有防锈铝（5A03、5B05）及硬铝（2A11、2A12等）。由表可见，软质态铝合金板与软钢板在拉深、翻边、胀形和弯曲性能方面大致相同。

一般地讲，铝合金的加工硬化指数n比纯铝大，其强度指标当然也较大。所以，铝合金的冲压力比纯铝大，而在形状稳定性方面，前者又比后者较差。

应当指出，在用n值、r值分别评价板材的冲压成形性能中，铝材有时会出现与钢板规律性不同的特殊情况。

表1-1-48 铝合金板的冲压性能实验数据

注：t为料厚。

（2）铜及铜合金板 铜及其合金也是冲压加工中应用较多的非铁金属。铜的纯度在99%以上者为纯铜。常用的铜合金有黄铜和青铜。

在冲压成形中，铜板的冲压性能试验值大致为：

极限拉深比LDR=1.8～1.9；

极限翻边系数K_f·c=0.69～0.63；

极限胀形深度h/d=0.25～0.35（平冲头）、h/d=0.35～0.50（球冲头）；

最小弯曲半径r_min=（0.3～0.5）t。

纯铜的抗压缩失稳能力较差，其拉深性能较差。例如：上述铜材的LRD值，对于纯铜一定要在压边圈作用等条件下才能获得；有的纯铜在标准的球底锥形件拉深试验中，因起皱严重而测不出CCV值的情况也时有发生。

一般情况下，青铜的冲压成形性能较差，而且加工硬化也较为剧烈，往往需要经过中间退火才能继续经受变形。因此，青铜相对较少用于冲压成形加工。

黄铜的冲压成形性能特别是拉深性能与晶粒尺寸有密切关系，可按表1-1-49适当选择黄铜板的晶粒度。

表1-1-49 黄铜的晶粒度与用途

（3）钛及其合金板 钛在室温下的结构是密排六方晶格，在转变温度直到熔点范围之内则为体心立方晶格。钛板的r值非常高，拉深性能优良。但钛板的弯曲性能差，成形所需的变形力相当大。另一方面，钛板冲压件的冻结性差，回弹现象严重，模具较易磨损，工件表面出现粗糙和划伤也比其他金属更为明显。

钛较多地应用于航空、航天工业中，在一般机电、日用产品中用得很少。

钛合金板冲压加工性能的特点为：

1）与钢相比，钛合金的屈服强度、抗拉强度高，弹性模量E小。因此，所需的变形力大、冲压件的弹复比较大。

2）屈强比较高，有的达0.9以上，故允许的变形范围很窄，拉伸类成形性能不佳。

3）伸长率及硬化指数n值均较小，所以拉伸类成形性能差。

4）强度高、硬度高，加工硬化效应较大，故多次冲压需进行中间退火。为了消除钛合金零件的残余应力，还需进行最终退火。

5）对切口和表面缺陷的敏感性高，因此，必须清除毛坯毛刺或用镗、磨削等精加工方法整修毛坯的边缘。

6）各向异性系数非常高，r=2～6，故拉深性能比较好。

7）料厚增加对冲压成形性能的改善程度很小甚至变差，这与其他金属材料不同。

2.一般工业用铝及铝合金板、带材（GB/T3880—2006，见表1-1-50～表1-1-59）

表1-1-50 产品分类及标记

表1-1-51 板、带材的牌号、相应的铝及铝合金类别、状态及厚度规格

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表1-1-52 板、带材的宽度和长度 （单位：mm）

注：带材是否带套筒套筒材质，由供需双方商定。

表1-1-53 板、带材的厚度及允许偏差 （单位：mm）

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注：厚度≥4.00mm的5A05、5A06等镁含量（质量分数）大于3%的合金冷轧板、带材的厚度允许偏差普通级为名义厚度的+5%。

表1-1-54 板、带材的宽度允许偏差 （单位：mm）

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注：当订购合同中要求宽度采用正负对称偏差时，其偏差值应为表中对应值的一半。

表1-1-55 板材的长度允许偏差 （单位：mm）

表1-1-56 板材的不平度

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注：除O、F、HX8和HX9状态的板材外，其他状态板材的不平度分为普通级和高精级。O、F、HX8和HX9状态的板材要求不平度时，应双方协商并在合同中注明。

a.端头部位是指沿板材长度方向上，两端300mm长度范围内所包围的端头整个板面。

表1-1-57 高精级板、带材的侧边弯曲度

注：板、带材的侧边弯曲度分为普通级和高精级。普通级对侧边弯曲度不要求，或由供需双方协商确定侧边弯曲度，并在合同中注明具体规定。

表1-1-58 高精级板材的对角线允许偏差 （单位：mm）

注：普通级板材不要求对角线偏差，或由供需双方协商确定对角线偏差，并在合同中注明具体规定。

表1-1-59 板、带材的力学性能

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a.厚度大于40mm的板材，表中数值仅供参考。当需方要求时，供方提供中心层试样的实测结果

b.1050、1060、1070、1035、1235、1145、1100、8A06合金的抗拉强度上限值及规定非比例伸长应力极限值对H22、H24、H26状态的材料不适用

c.A_5.65表示原始标距（L₀）为5.65的断后伸长率

d.3105、3102、5182板、带材弯曲180°，其他板、带材弯曲90°。t为板或带材的厚度

e.2×××、6×××、7×××系合金以O状态供货时，其T42、T62状态性能仅供参考

3.一般用途的加工铜及铜合金板、带材的外形尺寸及允许偏差（GB/T 17793—1999，见表1-1-60和表1 1-61）

表1-1-60 板材的牌号和规格

表1-1-61 带材的牌号和规格

(https://www.xing528.com)

4.铜及铜合金板材（GB/T 2040—2008，见表1-1-62～表1-1-63）

表1-1-62 铜及铜合金板材的牌号、状态和规格

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注：1.经供需双方协商，可供应其他规格的板材。

2.板材的外形尺寸及允许偏差应符合GB/T 17793—1999中相应的规定，未作特别说明时按普通级供货。

3.标记示例，产品标记按产品名称、牌号、状态、规格和标准编号的顺序表示。标记示例如下：用H62制造的、供应状态为Y₂、厚度为0.8mm、宽度为600mm、长度为1500mm的定尺板材，标记为：铜板H62Y₂0.8×600×1500GB/T 2040—2008

4.表面质量要求：热轧板材的表面应清洁；热轧板材的表面不允许有分层、裂纹、起皮、夹杂和绿锈，但允许修理，修理后不应使板材厚度超出允许偏差；热轧板材的表面允许有轻微的、局部的、不使板材厚度超出其允许偏差的划伤、斑点、凹坑、压入物、辊印、皱纹等缺陷；长度大于4000mm热轧板材和软态板材，可不经酸洗供货；冷轧板材的表面质量应光滑、清洁，不允许有影响使用的缺陷。

表1-1-63 铜及铜合金板材的力学性能

（续）

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注：1.表中为板材的横向室温力学性能。除铅黄铜板（HPb60-2）和铬青铜板（QCr0.5、QCr0.5-0.2-0.1）外，其他牌号的板材在拉伸试验、硬度试验之间任选其一，未作特别说明时，仅提供拉伸试验。

2.厚度超出规定范围的板材，其性能由供需双方商定。

5.铜及铜合金带材（GB/T2059—2008，见表1-1-64～表1-1-65）

表1-1-64 铜及铜合金带材的牌号、状态和规格

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注：1.经供需双方协商，也可供应其他规格的带材。

2.带材的外形尺寸及允许偏差应符合GB/T17793—1999中相应的规定，未作特别说明时按普通级供货。

3.标记示例，产品标记按产品名称、牌号、状态、规格和标准编号的顺序表示。标记示例如下：用H62制造的、半硬（Y₂）状态、厚度为0.8mm、宽度为200mm的带材标记为：带H62Y₂0.8×200 GB/T 2059—2008

4.表面质量要求：带材的表面应光滑、清洁，不允许有分层、裂纹、起皮、起刺、气泡、压折、夹杂和绿锈。允许有轻微的、局部的、不使带材厚度超出其允许偏差的划伤、斑点、凹坑、压入物、辊印、氧化色、油迹和水迹等缺陷。

表1-1-65 铜及铜合金带材的力学性能

（续）

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注：厚度超出规定范围的带材，其性能由供需双方商定。

6.铜及铜合金箔材（GB/T 5187—2008，见表1-1-66～表1-1-68）

表1-1-66 箔材的牌号、状态和规格

注：标记示例，产品标记按产品名称、牌号、状态、规格和标准编号的顺序表示。标记示例如下用T2制造的、软（M）状态、厚度为0.05mm、宽度为600mm的箔材标记为：铜箔T2M 0.05×600GB/T 5187—2008

表1-1-67 箔材的厚度、宽度及其允许偏差 （单位：mm）

表1-1-68 箔材的力学性能

注：厚度≤0.05mm的黄铜、白铜箔材的力学性能仅供参考。

7.钛及钛合金板材（GB/T3621—2007，见表1-1-69～表1-1-72）

表1-1-69 钛及钛合金板材的产品牌号、制造方法、供应状态及规格分类

注：1.工业纯钛板材供货的最小厚度为0.3mm，其他牌号的最小厚度见表1-1-71。如对供货厚度和尺寸规格有特殊要求，可由供需双方协商。

2.当需方在合同中注明时，可供应消应力状态（M）的板材。

3.标记示例，产品标记按产品名称、牌号、供应状态、规格和标准编号的顺序表示，标记示例如下：用TA2制成的厚度为3.0mm、宽度500mm、长度2000的退火态板材，标记为：板TA2 M 3.0×500×2000GB/T 3621—2007

表1-1-70 钛及钛合金板材尺寸允许偏差

（续）

表1-1-71 力学性能

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表1-1-72 板材的工艺性能

（续）

注：t为料厚。

8.镍及镍合金板（GB/T 2054—2005，见表1-1-73～表1-1-80）

表1-1-73 镍及镍合金板的牌号、状态、规格及制造方法

注：1.需要其他牌号、状态、规格的产品时，由供需双方协商。

2.标记示例

产品标记按产品名称、牌号、供应状态、规格和标准编号的顺序表示。标记示例如下：用N6制成的厚度为3.0mm、宽度500mm、长度2000mm的软态板材，标记为：板N6M3.0×500×2000GB/T 2054—2005

表1-1-74 镍及镍合金板的尺寸及其允许偏差 （单位：mm）

（续）

表1-1-75 镍及镍合金板的力学性能

（续）

a.厚度≤0.5mm的板材不提供规定非比例延伸强度。

b.厚度<1.0mm用于成形换热器的N4和N6薄板的力学性能报实测数据。

c.热轧板材可在最终热轧前做一次热处理。

d.硬态及半硬态供货的板材性能，以硬度作为验收依据。需方要求时，可提供拉伸性能。提供拉伸性能时，不再进行硬度测试。

e.仅适用于电真空器件用板。

9.镁及镁合金板、带（GB/T 5154—2003，见表1-1-76～见表1-1-77）

表1-1-76 板、带材的牌号、状态和规格

注：标记示例，产品标记按产品名称、牌号、状态、规格和标准编号的顺序表示。标记示例如下：用AZ41M合金制造的、供应状态为H112、厚度为30.00mm、宽度为1000.0mm、长度为2500mm的定尺板材，标记为：

镁板AZ41M—H11230×1000×2500GB/T 5154—2003

表1-1-77 板、带材的厚度、宽度和长度的尺寸允许偏差 （单位：mm）

（续）

注：1.厚度允许偏差仅为“+”或“-”时，其值为本表数值的两倍。

2.板材厚度>26.00～70.00mm，不切边供货，但有效宽度大于公称宽度。

3.板材厚度>50.00～70.00mm，不切头尾供货，但有效长度大于公称长度。

表1-1-78 板材的不平度 （单位：mm）

注：1.特殊用途板材的不平度要求小于本表规定时，可由供需双方商定。

2.厚度为0.50～0.80mm的板材为电池片板。

表1-1-79 板材室温力学性能

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注：1.板材厚度>12.5～14.0mm时，规定非比例延伸强度圆形试样平行部分的直径取10.0mm。

2.板材厚度>14.5～70.0mm时，规定非比例延伸强度圆形试样平行部分的直径取12.5mm。

3.F状态为自由加工状态，无力学性能指标要求。

表1-1-80 板、带材的表面质量

注：在分散锰偏析和较密集区域形式的锰偏析共存时，锰偏析总面积应小于350mm²，且其他各项应小于本表中规定的对应值。