Materiali comuni per stampi di tranciatura e punzonatura

Selezione del materiale giusto

Gli stampi per tranciatura e punzonatura, detti anche matrici, sono utilizzati nel processo produttivo per sagomare o tagliare lamiere metalliche. I materiali comuni per questi stampi variano in durabilità, conduttività termica, resistenza all’usura e altre proprietà. Ecco alcuni materiali tipici utilizzati in questi processi:

Acciai per utensili: D2 e A2

Metallo duro e acciaio rapido

1. Acciai per utensili:
   • D2: Noto per la sua elevata resistenza all’usura e all’abrasione, il D2 è un acciaio per utensili ad alto carbonio e alto cromo. È comunemente utilizzato nelle operazioni di stampaggio a lunga produzione grazie alla sua capacità di mantenere un filo di taglio affilato. Tuttavia, può essere fragile e potrebbe non essere la scelta migliore per materiali che producono molti urti o impatti.
   • A2: Un acciaio per utensili temprato in aria versatile con buona tenacità e stabilità durante il trattamento termico. L’A2 offre un equilibrio tra resistenza all’usura e tenacità. Può sopportare carichi non ripetitivi che tipicamente incrinerebbero altri acciai ad alto carbonio.
   • O1: Un acciaio per utensili temprato in olio che offre un’eccellente resistenza all’usura ed è relativamente facile da lavorare. È una scelta comune per produzioni di piccole e medie dimensioni in cui sono richieste forme complesse degli utensili.
2. Carburo:
   • Carburo di tungsteno: estremamente duro e resistente all’usura, questo materiale è utilizzato per produzioni ad alto volume grazie alla sua capacità di mantenere un filo tagliente per periodi prolungati. Gli stampi in carburo di tungsteno sono spesso più costosi dell’acciaio per utensili, ma la loro longevità in produzione può giustificarne il costo.
3. Acciaio rapido (HSS):
   • M2: Un HSS per impieghi generali con un buon equilibrio tra tenacità, resistenza all’usura e durezza a caldo, che lo rende adatto a utensili da taglio come maschi, punte da trapano e anche operazioni di stampaggio.
   • M42: Con un contenuto di cobalto più elevato, l’M42 viene utilizzato per utensili da taglio più impegnativi che richiedono una maggiore resistenza al calore rosso e dove sono necessarie velocità di taglio molto elevate. Ciò lo rende adatto a lavori di stampaggio molto impegnativi.
4. Alluminio:
   • 7075: Sebbene non sia così comune per gli stampi di stampaggio ad alto volume, le leghe di alluminio come la 7075 vengono talvolta utilizzate per produzioni a basso volume o per la formatura di materiali più teneri. L’alluminio è rapido da lavorare e ha un’eccellente conduttività termica, ma si usura molto più rapidamente dell’acciaio per utensili o del carburo.

Confronto tra questi materiali:

• Acciai per utensili (D2, A2, O1) sono eccellenti per volumi variabili di operazioni di stampaggio, offrendo un equilibrio tra costo, resistenza all’usura e facilità di manutenzione. Queste varie qualità consentono di scegliere il materiale migliore in base alla specifica esigenza di tenacità o resistenza all’usura.
• Carburo di tungsteno è ideale per lo stampaggio ad alto volume e di precisione poiché mantiene il filo più a lungo, ma il costo iniziale è sostanzialmente più elevato e il materiale è più fragile.
• Acciai rapidi (HSS) (M2, M42) sono ideali per operazioni ad alta velocità e alta temperatura. Mantengono la loro durezza a temperature più elevate, il che consente uno stampaggio più rapido senza perdere l’integrità dell’utensile.
• Alluminio (7075) è scelto per applicazioni specifiche in cui sono richiesti tempi di consegna rapidi, bassi volumi o un trattamento delicato sul materiale stampato. È meno durevole e tipicamente non adatto allo stampaggio generale di materiali duri o a produzioni ad alto volume.

La selezione del materiale appropriato per uno stampo di stampaggio o punzonatura dipende dalle esigenze del progetto, tra cui il materiale da stampare, il volume di produzione e la durata desiderata dello stampo.

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Domande frequenti sui materiali per stampi di tranciatura e punzonatura

Quali materiali vengono utilizzati per gli stampi di tranciatura e punzonatura?

Tre famiglie: acciai per utensili come D2 e A2, metallo duro e acciaio rapido. Differiscono per resistenza all’usura, tenacità e resistenza al calore, e la scelta giusta dipende dal materiale della lamiera, dallo spessore, dalla durata della produzione e dalla rigidità della pressa.

Quando si deve utilizzare l’acciaio per utensili D2?

Il D2 è un acciaio per utensili ad alto carbonio e alto cromo con resistenza all’usura e all’abrasione molto elevata. È la scelta abituale per la tranciatura a lunga produzione, dove la conservazione del filo tagliente e la stabilità dimensionale su centinaia di migliaia di colpi contano più della tenacità.

Quando è A2 la scelta migliore?

A2 è autoindurente, quindi si deforma meno durante la tempra e offre una tenacità migliore rispetto a D2. È adatto a punzoni e stampi soggetti a carichi d’urto o tagli interrotti, e a produzioni da moderate a lunghe in cui la resistenza alla criccatura conta più della massima resistenza all’abrasione.

Quando ha senso il metallo duro?

Il metallo duro offre la massima resistenza all’usura e durezza, e quindi la vita utensile più lunga nelle produzioni ad altissimo volume. È anche più fragile e molto più costoso, quindi conviene solo con una pressa rigida, un avanzamento del nastro stabile e una lunghezza di produzione che giustifichi il costo dell’attrezzatura.

Come si sceglie tra vita utensile e costo dell’attrezzatura?

Abbinare il materiale dello stampo al carico abrasivo: lamiera più dura e spessa, o rivestimenti abrasivi, orientano verso D2 o metallo duro, mentre produzioni brevi e punzoni soggetti a urti favoriscono A2. La decisione va presa sul costo per mille colpi, non sul prezzo d’acquisto del blocco stampo.