Лента перфорированная и под штамповку: 08кп, 12Х18Н10, 20Х13

Когда нужна лента перфорированная или лента под штамповку — вырубку, гибку и глубокую вытяжку деталей на прессе, — на первый план выходит не прочность, а штампуемость: способность металла тянуться и течь в матрицу, не рвясь и не образуя трещин. Мерой служит относительное удлинение δ и состояние поставки: чем мягче лента и выше её δ, тем глубже деталь можно вытянуть за один ход.

Почему именно 08кп, 12Х18Н10 и 20Х13

Штамповка деформирует металл за пределом текучести: он должен «потечь», приняв форму пуансона, и при этом не лопнуть. Ключевой показатель — относительное удлинение δ: сколько процентов длины образец наберёт до разрыва. Высокое δ означает большой запас пластичности и глубокую вытяжку без разрыва донышка. Второй фактор — предел прочности σв и, обратно, твёрдость: чем мягче лента, тем меньше усилие пресса и меньше пружинение при гибке.

08кп — низкоуглеродистая сталь (0,08 % углерода), кипящая, специально для холодной штамповки. У неё максимальная пластичность из ряда: относительное удлинение δ в мягком состоянии достигает 28–34 %, а предел прочности умеренный, σв около 280–330 МПа. Это и есть материал глубокой вытяжки — корпусов, колпачков, чашек, где металл тянется в несколько раз глубже исходной толщины. Мягкое (отожжённое) состояние здесь обязательно: нагартованная 08кп при вытяжке треснет.

12Х18Н10 — аустенитная нержавеющая сталь. Она штампуема и хорошо тянется (δ в отожжённом состоянии около 40 %), но сильно наклёпывается при деформации: σв растёт с ~520 МПа в мягком состоянии в разы, поэтому глубокую вытяжку ведут в несколько переходов с промежуточными отжигами. Берут её туда, где нужна коррозионная стойкость перфорированной или штампованной детали. 20Х13 — мартенситная нержавеющая сталь под последующую закалку: в отожжённом состоянии её штампуют (δ около 20 %), а затем закаливают на твёрдость. Так делают детали, которым после формовки нужна прочность и износостойкость — ножи, пружинящие и режущие элементы.

Итог по логике выбора: чем глубже вытяжка — тем нужнее высокое δ и мягкая 08кп; чем важнее коррозионная стойкость — тем ближе к 12Х18Н10; а где после штамповки требуется твёрдость — берут 20Х13 под закалку, мирясь с её меньшей пластичностью на стадии формовки.

Сравнение кандидатов

По удлинению 12Х18Н10 формально впереди, но её наклёп при вытяжке требует межоперационных отжигов; для простой глубокой вытяжки массовых деталей практичнее и дешевле мягкая 08кп. 20Х13 заведомо жёстче — её выбирают ради твёрдости после закалки, а не ради лёгкости штамповки.

Толщина и типоразмеры под задачу

Толщину под штамповку выбирают по прочности готовой детали и по возможностям пресса: тонкая лента 0,3–0,6 мм идёт под лёгкую перфорацию и вытяжку мелких колпачков, средняя 0,6–1,2 мм — под массовую перфорацию решёток и сеток, толстая 1,2–2,0 мм — под силовые вырубленные детали и кронштейны. Для перфорации важен зазор между пуансоном и матрицей — обычно 5–10 % от толщины; при большем зазоре кромка отверстия рвётся с заусенцем. Ширина ленты — от 10 до 200 мм под ширину штампа. Массу и метраж рулона под тираж деталей удобно прикинуть заранее — см. калькулятор массы и метража; весь диапазон толщин и допусков разобран на странице типоразмеров и допусков.

Состояние поставки

Под вытяжку и гибку заказывают мягкую (отожжённую) ленту — только она даёт нужное удлинение и малое пружинение. Под чистую перфорацию без глубокой вытяжки допустима полунагартованная лента: она даёт более чистую кромку отверстия и меньший заусенец, но требует большего усилия пресса. Нагартованную ленту под вытяжку не берут — треснет. Чем отличаются отожжённая, полунагартованная и нагартованная лента — в разделе состояний поставки.

Частые ошибки при выборе

• Берут нагартованную ленту под глубокую вытяжку. Наклёпанный металл почти не тянется и рвётся по донышку — вытяжка требует мягкого состояния и высокого δ.
• Тянут 12Х18Н10 в один переход. Аустенит быстро наклёпывается; глубокую деталь ведут в несколько переходов с промежуточными отжигами, иначе разрыв.
• Неверный зазор при перфорации. Слишком большой зазор даёт рваную кромку и заусенец; норма — 5–10 % толщины ленты.
• Забывают про антикоррозию 08кп. Кипящая сталь ржавеет; штампованную деталь нужно оцинковать, окрасить или лакировать.
• Ставят 20Х13 туда, где не нужна закалка. Она жёстче штампуется без всякой выгоды; если твёрдость не требуется — дешевле и технологичнее 08кп или 12Х18Н10.

Итого — что заказывать

• Глубокая вытяжка колпачков, чашек, корпусов → 08кп, мягкая, 0,5–1,0 мм, ГОСТ 503-81.
• Перфорированная решётка, сетка, экран → 08кп или 12Х18Н10, мягкая/полунагартованная, 0,6–1,5 мм.
• Нержавеющая штампованная деталь с коррозионной стойкостью → 12Х18Н10, мягкая, 0,5–1,5 мм, ГОСТ 4986-79.
• Штампованная деталь под закалку на твёрдость → 20Х13, мягкая (штамповка) с последующей закалкой, 0,5–2,0 мм, ГОСТ 4986-79.

Что почитать дальше

Смежные задачи по ленте и её обработке: лента упаковочная (стреппинг) — тоже углеродистая лента, но подобранная по прочности на разрыв, и нержавеющая пищевая лента для деталей с гигиеническими требованиями. Для гнутых силовых элементов пригодится лента для бандажей. Общий алгоритм подбора — на странице как выбрать ленту.

Справочно: глубокая вытяжка и штамповка в Википедии, тексты ГОСТов — на портале Росстандарта, а сортамент холоднокатаной ленты — в каталогах металлургических производителей (например, ММК).