Основна механичка својства релевантна за обликовање
У потпуно жареном (меко О-стање), чисти бакар показује идеална својства формирања:
Затезна чврстоћа: 200–240 МПа
Граница течења: ~70–90 МПа
Издужење (А50мм): 45%–55%
Тврдоћа: 35–60 ХВ
Reduction of area: >70%
Ове вредности потврђују да је чисти бакар мекан, мале чврстоће и веома деформабилан. Може да издржи велика пластична напрезања током штанцања и извлачења без пуцања или грлића. Његов низак однос приноса олакшава покретање протока под притиском ударца, смањујући повратни удар и побољшавајући конзистентност димензија у штанцаним деловима.
Перформансе штанцања чистог бакра
Чисти бакар је међу металима који се највише могу обликовати за бланко, савијање, ковање и прогресивно штанцање.
Слепљење и пирсинг: потребна је мала сила резања; глатке посмичне површине са минималним неравнинама. Хабање алата је мало јер је бакар мекан и адхезивно абразиван само под лошим подмазивањем.
Савијање и прирубљивање: Може постићи мале радијусе савијања (до ~0,5× дебљине) без лома. Не показује скоро никакву хладноћу ломљивост на собној температури, подржавајући оштро савијање и обрубљивање.
Комплексно штанцање: Погодно за сложене геометрије у прогресивним калупима. Уједначена деформација смањује гужвање и кидање у поређењу са легурама веће чврстоће.
Главни недостатак је његова мекоћа: делови су склони гребању, удубљењима и изобличењима током руковања и избацивања. Подмазивање и завршна обрада површине алата су критични за квалитет површине.
Перформансе дубоког извлачења чистог бакра
Дубоко извлачење је процес у којем се чисти бакар највише истиче.
Гранични однос извлачења (ЛДР): Типично 2,0–2,3 за жарени лист, што значи да може да формира релативно дубоке чашице у једном потезу.
Понашање деформације: Материјал тече глатко од прирубнице ка шупљини калупа. Висока дуктилност одлаже локализовано грчење и прелом на радијусу ударца.
Повратак: Веома низак због ниске јачине течења, тако да извучени делови одржавају облик и уједначеност зида.
Стањивање: Смањење дебљине зида је умерено и предвидљиво, подржава танкозидне дубоко извучене посуде и кућишта.
Висока топлотна проводљивост чистог бакра такође распршује топлоту насталу током деформације, стабилизујући трење и спречавајући локално прегревање или труљење.
Ефекти каљења и термичке обраде
Обрада од чистог бакра се умерено стврдњава током хладног обликовања.
Након умерене хладне деформације, чврстоћа се повећава на 300–350 МПа, док издужење пада на 20–30%.
После тешког хладног рада, чврстоћа може да пређе 400 МПа са издужењем испод 15%, што отежава даље обликовање.
Међустепено жарење на 350–500 степени у потпуности враћа дуктилност. Правилно жарење елиминише заостало напрезање, рафинира зрна и максимизира способност обликовања за вишестепено извлачење. Прекомерно жарење може изазвати раст зрна и благо храпавост површине.
Практичне предности и ограничења
Предности
Изванредна способност обликовања на собној температури за дубоко извлачење и сложено штанцање
Низак напон протока смањује оптерећење на пресу и напон на калупу
Одлична дуктилност минимизира пуцање у областима са високим напрезањем
Ниска опруга побољшава тачност димензија
Добра завршна обрада површине са одговарајућим подмазивањем
Ограничења
Мала чврстоћа значи да се делови лако деформишу при руковању
Умерено радно каљење захтева жарење у вишестепеним процесима
Може бити склона нагризању алата без одговарајућих мазива
Не препоручује се за конструкцијске делове који су под високим напрезањем без накнадног ојачања
Резиме
Чисти бакар, посебно у меком жареном темпераменту, је врхунски материјал за штанцање и дубоко извлачење. Његова висока дуктилност, ниска чврстоћа и ФЦЦ структура омогућавају велику пластичну деформацију, што га чини погодним за дубоке, сложене компоненте са танким зидовима. Ефикасност процеса се ослања на температуру материјала, подмазивање, дизајн калупа и контролисано жарење како би се спречило очвршћавање. Са одговарајућим параметрима, чисти бакар даје конзистентне, висококвалитетне обликоване делове за електричне, термичке и декоративне примене.
