คุณสมบัติทางกลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการขึ้นรูป
ในสภาวะอบอ่อนเต็มที่ (สถานะ O อ่อน) ทองแดงบริสุทธิ์แสดงคุณสมบัติการขึ้นรูปในอุดมคติ:
ความต้านแรงดึง: 200–240 MPa
ความแข็งแรงของผลผลิต: ~70–90 MPa
การยืดตัว (A50 มม.): 45%–55%
ความแข็ง: 35–60 HV
Reduction of area: >70%
ค่าเหล่านี้ยืนยันว่าทองแดงบริสุทธิ์มีความอ่อน มีความแข็งแรงต่ำ และเปลี่ยนรูปได้สูง สามารถทนต่อสายพันธุ์พลาสติกขนาดใหญ่ในระหว่างการปั๊มและการวาดโดยไม่แตกร้าวหรือคอ อัตราผลตอบแทนที่ต่ำทำให้ง่ายต่อการเริ่มต้นการไหลภายใต้แรงกดเจาะ ลดการสปริงกลับ และปรับปรุงความสม่ำเสมอของมิติในชิ้นส่วนที่มีการประทับตรา
ประสิทธิภาพการตอกของทองแดงบริสุทธิ์
ทองแดงบริสุทธิ์เป็นหนึ่งในโลหะที่ขึ้นรูปได้มากที่สุดสำหรับการพับ การดัด การขึ้นเหรียญ และการปั๊มแบบก้าวหน้า
การอุดและการเจาะ: ต้องใช้แรงตัดต่ำ พื้นผิวรับแรงเฉือนเรียบและมีเสี้ยนน้อยที่สุด การสึกหรอของเครื่องมือต่ำเนื่องจากทองแดงมีความอ่อนและมีฤทธิ์กัดกร่อนด้วยการยึดเกาะเฉพาะในกรณีที่มีการหล่อลื่นไม่ดีเท่านั้น
การดัดและการงอ: สามารถบรรลุรัศมีการดัดงอขนาดเล็ก (ความหนาประมาณ ~0.5×) โดยไม่แตกหัก แทบไม่แสดงอาการเปราะเย็นที่อุณหภูมิห้อง เพื่อรองรับการโค้งงอและการเย็บริมอย่างแหลมคม
การปั๊มขึ้นรูปที่ซับซ้อน: เหมาะสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนในแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟ การเสียรูปสม่ำเสมอช่วยลดรอยยับและการฉีกขาดเมื่อเทียบกับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงกว่า
ข้อเสียเปรียบหลักคือความนุ่มนวล: ชิ้นส่วนมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วน รอยบุบ และการบิดเบี้ยวระหว่างการจับและการดีดออก การหล่อลื่นและผิวสำเร็จของเครื่องมือมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพพื้นผิว
ประสิทธิภาพการดึงลึกของทองแดงบริสุทธิ์
การดึงลึกเป็นกระบวนการที่ทองแดงบริสุทธิ์ทำได้ดีที่สุด
อัตราส่วนการวาดขีดจำกัด (LDR): โดยทั่วไปคือ 2.0–2.3 สำหรับแผ่นอบอ่อน ซึ่งหมายความว่าสามารถขึ้นรูปถ้วยที่ค่อนข้างลึกได้ในการดึงครั้งเดียว
ลักษณะการเสียรูป: วัสดุไหลได้อย่างราบรื่นจากหน้าแปลนไปยังช่องแม่พิมพ์ ความเหนียวสูงช่วยชะลอการคอและการแตกหักที่รัศมีการเจาะ
สปริงกลับ: ต่ำมากเนื่องจากมีกำลังให้ผลผลิตต่ำ ดังนั้นส่วนที่ดึงออกมาจึงรักษารูปร่างและความสม่ำเสมอของผนัง
การทำให้ผอมบาง: การลดความหนาของผนังอยู่ในระดับปานกลางและสามารถคาดเดาได้ โดยรองรับภาชนะและตัวเรือนที่ดึงลึกแบบผนังบาง
ค่าการนำความร้อนสูงของทองแดงบริสุทธิ์ยังช่วยกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนรูป ทำให้แรงเสียดทานคงที่ และป้องกันความร้อนสูงเกินไปหรือการครูดในท้องถิ่น




ผลของการแข็งตัวของงานและการบำบัดความร้อน
งานทองแดงบริสุทธิ์จะแข็งตัวปานกลางระหว่างการขึ้นรูปเย็น
หลังจากการเสียรูปเย็นปานกลาง ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้นเป็น 300–350 MPa ในขณะที่การยืดตัวลดลงเหลือ 20%–30%
หลังจากการทำงานหนักในสภาวะเย็น ความแข็งแรงสามารถเกิน 400 MPa โดยมีความยืดตัวต่ำกว่า 15% ซึ่งทำให้การขึ้นรูปเพิ่มเติมทำได้ยาก
การอบอ่อนระหว่างขั้นตอนที่ 350–500 องศาจะช่วยคืนความเหนียวได้เต็มที่ การอบอ่อนอย่างเหมาะสมจะขจัดความเค้นตกค้าง ปรับแต่งเกรน และเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปสูงสุดสำหรับการวาดแบบหลายขั้นตอน การอบอ่อนมากเกินไปอาจทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเกรนและทำให้พื้นผิวหยาบเล็กน้อย
ข้อดีและข้อจำกัดในทางปฏิบัติ
ข้อดี
ความสามารถในการขึ้นรูปที่อุณหภูมิห้องที่โดดเด่นสำหรับการขึ้นรูปลึกและการปั๊มที่ซับซ้อน
ความเค้นการไหลต่ำช่วยลดภาระการกดและความเครียดในแม่พิมพ์
ความเหนียวที่ดีเยี่ยมช่วยลดการแตกร้าวในบริเวณที่มีความเครียดสูง
การสปริงกลับต่ำช่วยเพิ่มความแม่นยำของมิติ
ปรับสภาพพื้นผิวได้ดีพร้อมการหล่อลื่นที่เหมาะสม
ข้อจำกัด
ความแข็งแรงต่ำทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปได้ง่ายในการจัดการ
การชุบแข็งงานปานกลางต้องผ่านการอบอ่อนในกระบวนการหลายขั้นตอน
อาจเกิดการครูดเครื่องมือได้ง่ายโดยไม่ต้องใช้สารหล่อลื่นที่เหมาะสม
ไม่แนะนำสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความเครียดสูงโดยไม่มีการเสริมกำลังในภายหลัง
สรุป
ทองแดงบริสุทธิ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอบอ่อน ถือเป็นวัสดุระดับพรีเมียมสำหรับการตอกและการวาดแบบลึก ความเหนียวสูง ความแข็งแรงต่ำ และโครงสร้าง FCC ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนรูปพลาสติกอย่างกว้างขวาง ทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีผนังบางและลึกและซับซ้อน ประสิทธิภาพของกระบวนการขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัสดุ การหล่อลื่น การออกแบบแม่พิมพ์ และการอบอ่อนที่ควบคุมเพื่อต่อต้านการแข็งตัวของงาน ด้วยพารามิเตอร์ที่เหมาะสม ทองแดงบริสุทธิ์จึงสามารถผลิตชิ้นส่วนขึ้นรูปคุณภาพสูงที่สม่ำเสมอสำหรับงานไฟฟ้า ความร้อน และการตกแต่ง





