ステンレス鋼板の曲げ加工：スプリングバック克服のための戦略

I.ステンレス鋼板曲げ加工のポイント

高い降伏強度と硬度、優れた冷間加工効果により、ステンレス鋼板曲げ加工には次のような特徴がある：

• 通常の低炭素鋼に比べて熱伝導率が低いため、伸び率が低く、大きな変形力を必要とする。
• ステンレス鋼板は、炭素鋼に比べて曲げたときの反発傾向が強い。
• ステンレスの伸び率 鋼板 は炭素鋼よりも低いため、ワーク（R）の曲げ角度が大きくなったり、割れが発生する可能性がある。
• その高さを考えると ステンレス鋼の硬度 鋼板の冷間加工硬化が著しい場合は、熱処理後の硬度が60HRCを超える工具鋼製のパンチ金型を選ぶ必要がある。また 表面粗さ の曲げ工具は、炭素鋼の曲げ工具よりも高くなる。

上記の特徴によれば、一般的に言えば

同じユニットサイズであれば、板厚が厚いほど、より多くなる。 曲げ力 が必要である。曲げ力は板厚が厚くなるにつれて大きくなる。

同じ単位サイズの場合、引張強度が高いほど、伸び率が低いほど、必要な曲げ力は大きくなり、曲げ角度も大きくなる。

板厚を設計する場合 曲げ半径経験によれば、1回曲げたワークピースの展開サイズは、2つの直角の辺を足し、2つの厚さを引いて計算する。これで設計精度の要求を十分に満たすことができます。経験式を用いて数量を計算することで、計算プロセスを簡素化し、生産効率を大幅に向上させることができます。

材料の降伏強度が高ければ高いほど、その強度は高くなる。 スプリングバック.したがって、90度曲げ部分のパンチ金型の角度は小さくする必要がある。

炭素鋼と比較すると、同じ厚さのステンレス鋼の場合 曲げ角度 が大きくなる。曲げクラックが生じ、ワークの強度に影響を及ぼす可能性があるため、この点には特に注意を払う必要がある。

II.ステンレススチールのスプリングバック

ステンレス鋼のスプリングバック現象は、いくつかの重要な要因に起因して、金属成形工程に重大な課題をもたらす：

1. 素材の硬さ：材料の硬さとスプリングバックの大きさには直接的な相関関係がある。例えば、301-EH (Extra Hard)ステンレ ス鋼で加工した場合、約14度のスプリングバック が観察された。この高いスプリングバックは、この材 料の降伏強度と加工硬化特性が高いためである。
2. 曲げ半径と材料厚さの比：この比が大きくなると、スプリングバック効果も大きくなる。この関係は、曲げモーメントと成形中の材料厚みによる応力分布に支配される。
3. 合金組成：ステンレス鋼種によって、スプリングバックの挙動は異なる。例えば、SUS301は通常SUS304より大きなスプリングバックを示す。同一の成形条件では、SUS304はSUS301より約2度スプリングバックが小さい。この差は、化学組成と微細構造の違いに起因し、特に301は炭素と窒素の含有量が高いため、加工硬化率が高くなる。
4. 地理的なソース：興味深いことに、日本で製造された301ステンレ ス鋼は、台湾で製造されたものに比べてスプリング バックが大きい傾向がある。このばらつきは、メーカー間の合金元素、加工技術、品質管理基準の微妙な違いに起因していると思われる。
5. 成形方法：シングルステップ成形は、マルチステップ成形に比べて一般的にスプリングバックが大きくなる。これは、多段階成形では応力の再分布と塑性変形が緩やかになり、全体的な弾性回復が減少するためです。

このような課題に対処するには、金型設計と調整の反復アプローチが重要です。成形試験のたびに、角度と半径方向のスプリングバックの両方を考慮して金型を修正する必要があります。このプロセスでは、必要な修正を効率的に実施するために、熟練した技術者と設計エンジニアが緊密に協力する必要があります。

実際には、一度に約5個のバッチを処理することで、迅速な反復と調整が可能になります。このプロセスの効率は、技術者のステンレス鋼成形に関する専門知識と経験に大きく左右される。

成形プロセスをさらに最適化し、スプリングバックを軽減する：

1. 物理的なプロトタイピングを行う前に、コンピュータ支援エンジニアリング（CAE）シミュレーションを使用してスプリングバックの挙動を予測することを検討してください。
2. 温間成形や高速成形など、特定の用途でスプリングバックを低減できる高度な成形技術を探求する。
3. 一貫した材料特性、均一な温度分布、成形時の正確な力のかけ方など、正確な工程管理手段を導入する。