不锈钢(304、316)、铝合金(5052、6061)、铜合金(H62、C5191)、高强度钢(DP780、硼钢)、可能碳钢(如SPCC)。每个材料的机械性能、物理特性、加工要点、典型应用,以及优缺点对比。
以下是精密冲压常用材料的特性对比与分析,结合机械性能、加工特性及行业应用进行多维度总结:
一、不锈钢类(SUS304 vs SUS316)
特性 | SU304 | SU316 |
成分 | 18% Cr, 8% Ni
| 16% Cr, 10% Ni, 2% Mo |
抗拉强度 | 520-750 MPa | 480-620 MPa |
耐腐蚀性 | 耐一般酸碱,不耐氯离子
| 耐海水、氯化物腐蚀 |
延展性 | 优(断后伸长率≥40%) | 良(断后伸长率≥30%) |
加工难度 | 中等(需高吨位冲床 | 较高(易粘模,需润滑) |
典型应用 | 家电外壳、餐具
| 医疗器械、海洋设备零件
|
二、铝合金类(5052 vs 6061)
特性 | 5052 | 6061 |
成分 | Al-Mg合金(2.5% Mg) | Al-Mg-Si合金(含0.6% Si) |
抗拉强度 | 210-290 MPa
| 310-330 MPa |
导电性 | 低(约35% IACS)
| 中(约43% IACS) |
成型性 | 优(断后伸长率≥40%) | 中等(需退火处理) |
表面处理 | 阳极氧化易着色 | 氧化后易发暗
|
典型应用 | 电子设备支架、散热片
| 汽车结构件、航空航天零件 |
三、铜合金类(H62黄铜 vs C5191磷青铜)
特性 | H62黄铜 | C5191磷青铜 |
成分 | Cu-Zn(60% Cu) | Cu-Sn-P(6% Sn, 0.2% P) |
抗拉强度 | 330-600 MPa
| 550-800 MPa |
导电性 | 中(28% IACS) | 低(15% IACS) |
弹性模量 | 110 GPa
| 120 GPa |
耐磨性 | 良 | 优(高疲劳强度) |
典型应用 | 连接器端子、锁具零件 | 弹簧触点、精密齿轮 |
四、高强度钢类(DP780双相钢 vs 硼钢)
特性 | DP780 | C硼钢
|
成分 | 低碳钢+Mn、Si强化 | 含硼(0.003%-0.005%) |
抗拉强度 | 780-1000 MPa
| 1300-1600 MPa |
成型性 | 良(需控制回弹) | 差(需热冲压工艺) |
轻量化效果 | 可减薄20%-30% | 可替代传统结构钢减重40% |
焊接性能 | 优(激光焊接适用) | 需特殊焊材 |
典型应用 | 车门防撞梁、底盘件
| 汽车A/B柱、电池包框架 |
五、综合对比与选材建议
1. 成本敏感场景
- 优先选择碳钢(如SPCC)或5052铝合金,材料单价低且加工难度适中。
2. 高强轻量化需求
- 选用DP780双相钢(冷冲压)或硼钢(热冲压),需平衡模具成本与零件性能。
3. 耐腐蚀与外观要求
- SUS304不锈钢(通用)或SUS316(严苛环境),表面可电解抛光至Ra≤0.1μm。
4. 导电/弹性功能件
- H62黄铜适合普通导电件,C5191磷青铜用于高弹性、抗疲劳场景(如继电器弹片)。
5. 微细结构加工
- 超薄件(厚度<0.2mm)优选C5191或6061-T6,需控制冲裁间隙至材料厚度的3%-5%。
附:材料选择决策树
需求起点 → 高强度? → 是 → 是否需要热成型? → 是→硼钢 / 否→DP780
→ 否 → 耐腐蚀? → 是→不锈钢
→ 否 → 导电/弹性? → 是→铜合金
→ 否 → 轻量化?→是→铝合金 / 否→碳钢
通过以上对比,可根据具体产品的功能需求、成本预算及工艺条件,快速锁定最优材料方案。