성형과 관련된 기본 기계적 성질
완전히 어닐링된(연성 O 상태) 상태에서 순수 구리는 이상적인 형성 특성을 나타냅니다.
인장강도: 200~240MPa
항복 강도: ~70–90 MPa
신율(A50mm): 45%~55%
경도: 35~60HV
Reduction of area: >70%
이 값은 순수 구리가 부드럽고 강도가 낮으며 변형 가능성이 높다는 것을 확인시켜 줍니다. 스탬핑 및 드로잉 중에 균열이나 넥킹 없이 큰 소성 변형을 견딜 수 있습니다. 낮은 항복비로 인해 펀치 압력 하에서 흐름이 쉽게 시작되고 스프링백이 감소하며 스탬핑 부품의 치수 일관성이 향상됩니다.
순수 구리의 스탬핑 성능
순수 구리는 블랭킹, 벤딩, 코이닝 및 프로그레시브 스탬핑에 가장 적합한 금속 중 하나입니다.
블랭킹 및 피어싱: 낮은 절삭력 필요; 최소한의 버로 전단 표면을 매끄럽게 만듭니다. 구리는 부드럽고 윤활이 불량한 경우에만 접착 마모성이 있으므로 공구 마모가 낮습니다.
굽힘 및 플랜징: 파손 없이 작은 굽힘 반경(두께 ~0.5배까지)을 달성할 수 있습니다. 상온에서 저온 취성이 거의 없으며 날카로운 벤딩 및 헤밍을 지원합니다.
복잡한 스탬핑: 프로그레시브 다이의 복잡한 형상에 적합합니다. 균일한 변형으로 인해 고강도 합금에 비해 주름과 찢어짐이 줄어듭니다.
가장 큰 단점은 부드러움입니다. 부품은 취급 및 배출 중에 긁힘, 찌그러짐 및 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다. 윤활 및 공구 표면 마감은 표면 품질에 매우 중요합니다.
순수 구리의 딥 드로잉 성능
딥 드로잉은 순수 구리가 가장 뛰어난 공정입니다.
한계 드로잉 비율(LDR): 어닐링 시트의 경우 일반적으로 2.0-2.3입니다. 이는 단일 드로잉에서 비교적 깊은 컵을 형성할 수 있음을 의미합니다.
변형 거동: 재료는 플랜지에서 다이 캐비티 쪽으로 원활하게 흐릅니다. 높은 연성은 펀치 반경에서 국부적인 네킹과 파손을 지연시킵니다.
스프링백: 항복 강도가 낮기 때문에 매우 낮으므로 인발된 부품이 모양과 벽 균일성을 유지합니다.
박화: 벽 두께 감소는 적당하고 예측 가능하며 얇은 벽 딥드로잉 용기 및 하우징을 지원합니다.
순수 구리의 높은 열전도율은 변형 중에 발생하는 열을 분산시켜 마찰을 안정시키고 국부적인 과열이나 마모를 방지합니다.
가공경화 및 열처리의 효과
순수 구리 가공물은 냉간 성형 중에 적당히 경화됩니다.
적당한 냉간 변형 후 강도는 300~350MPa로 증가하는 반면 연신율은 20~30%로 떨어집니다.
심한 냉간 가공 후에는 강도가 400MPa를 초과할 수 있고 연신율은 15% 미만이므로 추가 성형이 어려워집니다.
350~500도에서 단간 어닐링을 하면 연성이 완전히 회복됩니다. 적절한 어닐링은 잔류 응력을 제거하고 결정립을 미세화하며 다단계 드로잉의 성형성을 최대화합니다. 과도하게 어닐링하면 입자가 성장하고 표면이 약간 거칠어질 수 있습니다.
실질적인 장점과 한계
장점
딥 드로잉 및 복합 스탬핑을 위한 뛰어난 실온 성형성
낮은 유동 응력은 프레스 하중과 다이 응력을 감소시킵니다.
우수한 연성은 변형률이 높은 영역에서 균열을 최소화합니다.
낮은 스프링백으로 치수 정확도 향상
적절한 윤활로 표면 조도가 우수함
제한사항
강도가 낮다는 것은 취급 시 부품이 쉽게 변형된다는 것을 의미합니다.
중간 정도의 가공 경화에는 다단계 공정의 어닐링이 필요합니다.
적절한 윤활유가 없으면 공구에 마모가 발생하기 쉽습니다.
후속 강화가 없는 고응력 구조 부품에는 권장되지 않습니다.
요약
특히 연화 열처리된 순수 구리는 스탬핑 및 딥 드로잉용 고급 소재입니다. 높은 연성, 낮은 강도 및 FCC 구조는 광범위한 소성 변형을 가능하게 하여 깊고 복잡한 얇은 벽 부품에 적합합니다. 공정 효율성은 재료 성질, 윤활, 다이 설계 및 가공 경화에 대응하는 어닐링 제어에 따라 달라집니다. 적절한 매개변수를 사용하면 순수 구리는 전기, 열 및 장식 응용 분야에 일관된 고품질 성형 부품을 제공합니다.
