板金は、通信製品の構造設計で最も一般的に使用される材料の 1 つです。材料の総合的な特性を理解し、正しく選択することは、製品のコスト、性能、品質、製造性に大きな影響を与えます。
板金材料選択の原則:
共通の金属材料を使用し、材料の仕様/種類を減らし、可能な限り会社の材料ハンドブックの範囲内に収めます。
同じ製品内での材料やシートの厚さの仕様の多様性を最小限に抑えます。
部品の機能を確保することを前提として、コスト効率の高い材料を優先し、材料の消費量を削減して全体の材料コストを削減します。
シャーシや大型のエンクロージャの場合は、ユニットの総重量を可能な限り軽量化することを検討してください。
金型メーカーは、部品の機能を確保するだけでなく、製品加工の合理性と品質を確保するために、材料のプレス性能が加工要件を満たしている必要があることも考慮する必要があります。
2. 一般的に使用されるいくつかの板金の紹介
(1) 冷間圧延鋼板（CRS）
冷間圧延鋼板とは、炭素構造用鋼を冷間圧延した板のことを指します。熱間圧延した炭素構造用鋼帯をさらに冷間圧延して厚さ4mm未満に製造します。室温で圧延しても酸化鉄スケールが発生せず、優れた表面品質と高い寸法精度を実現します。焼鈍処理と組み合わせることで、熱延板を上回る機械的特性、加工特性が得られます。一般的なグレードには、優れたブランキング性能と曲げ性能を発揮する低炭素鋼 08F および 10# が含まれます。
(2) 連続電解亜鉛めっき冷延鋼板（EG）
一般に「電解プレート」として知られるこのシートは、電場の下で準備された鋼帯上に亜鉛塩溶液から亜鉛が連続的に析出するプロセスを経ます。プロセスの制限により、亜鉛コーティングは比較的薄くなります。
(3) 連続溶融亜鉛めっき鋼板（GI）
亜鉛メッキ板または「ブリキ」と呼ばれることが多く、これは厚さ 0.25 ～ 2.5 mm の冷間圧延連続溶融亜鉛メッキ板およびストリップを指します。ストリップはまず火炎で加熱された予熱炉を通過し、残留油を燃焼させて酸化鉄皮膜を形成します。その後、H₂/N₂雰囲気の還元焼鈍炉に入り、710～920℃に加熱され、酸化皮膜が還元されて海綿鉄になります。活性化および洗浄されたストリップは、450 ～ 460°C の亜鉛浴に入る前に亜鉛の融点のすぐ上まで冷却され、そこでエアナイフがコーティングの厚さを制御します。最後にクロメート不動態化処理を施し、白錆に対する耐性を向上させます。 GIシートはEGシートに比べて塗膜が厚く、主に耐食性を要求される部品に使用されます。
(4) アル亜鉛めっき鋼板（GL）
Al-Zn 合金コーティングは、アルミニウム 55%、亜鉛 43.4%、シリコン 1.6% で構成され、600°C で硬化して緻密な四元結晶保護層を形成します。優れた耐食性を備え、通常の耐用年数は最長 25 年です。これは GI の 3 ～ 6 倍であり、ステンレス鋼に匹敵します。その耐食性は、アルミニウムのバリア保護と亜鉛の犠牲保護によってもたらされます。亜鉛は切断面、傷、コーティングの損傷を犠牲的に保護しますが、アルミニウムは不溶性の酸化物層を形成してバリア保護を提供します。
2)、3)、4)の板は塗装鋼板と総称され、家庭用通信機器に広く使用されています。コーティングされた鋼材で作られた部品は、多くの場合、それ以上のめっきや塗装を必要とせず、切断端には特別な処理を必要としませんが、特殊なリン酸塩処理により端部の耐食性が向上します。コスト面でも、EGシートを使用することで部品をメッキに出す必要がなくなり、時間と輸送コストを節約できます。さらに、部品の塗装前に酸洗する必要がないため、加工効率が向上します。
(5) ステンレス鋼板（SUS）
強い耐食性、良好な導電性、高強度により広く使用されていますが、材料コストが高い（標準GIの約4倍）という欠点を十分に考慮する必要があります。強度が高いと、CNC パンチングマシンの工具の摩耗が増加し、多くの場合、そのような加工には不向きになります。ステンレス鋼用のクリンチナットには、特別な高強度ステンレス鋼タイプが必要ですが、高価です。クリンチナットのリベット締めは不十分な場合が多く、追加のスポット溶接が必要になることがよくあります。塗料の密着性を制御するのは困難です。また、材料のスプリングバックが大きいため、曲げやスタンピングの際に形状や寸法の精度を維持することが困難になります。
(6)アルミニウム及びアルミニウム合金板
一般的に使用されるアルミニウムおよびアルミニウム合金板は、主に耐食アルミニウム3A21（旧LF21）、耐食アルミニウム5A02（旧LF2）、硬質アルミニウム2A06（旧LY6）の3種類があります。
耐食アルミニウム 3A21 (LF21): Al-Mn 合金で、最も広く使用されている耐食アルミニウムです。この合金は強度が低く（工業用純アルミニウムよりも高いだけ）、熱処理によって強化することはできません。冷間加工は、機械的特性を向上させるためによく使用されます。焼きなまし状態では高い可塑性を示し、半硬化状態では許容可能な可塑性を示しますが、完全に加工硬化すると低い可塑性を示します。優れた耐食性と溶接性を備えています。
耐食アルミニウム 5A02 (LF2): Al-Mg 耐食アルミニウム。 5A02 は 3A21 に比べて強度、特に疲労強度が高く、可塑性と耐食性も高くなります。熱処理による強化はできません。接触溶接や水素原子溶接では溶接性が良好ですが、アルゴンアーク溶接では高温割れが発生しやすい傾向があります。機械加工性は、冷間加工および半硬化状態では優れていますが、焼きなまし状態では劣ります。磨くことができます。
硬質アルミニウム 2A06 (LY6): 一般的な硬質アルミニウムのグレード。硬質および超硬アルミニウムグレードは、標準アルミニウム合金よりも強度と硬度が高く、パネル状部品に使用できます。ただし、可塑性は劣ります。外側に亀裂や破損が生じるため、曲げることはできません。
アルミニウム合金の指定および焼き戻しコードは、中国の新しい規格 (指定については GB/T 16474-1996、焼き戻しについては GB/T 16475-1996) に基づいて更新されました。
新旧コードの相互参照表を表 1-1 に示します。
(7)銅及び銅合金板
一般的に使用される銅および銅合金シートには、主に赤銅 (純銅) T2 と真鍮 H62 の 2 種類があります。
赤銅 T2: これは最も一般的に使用される純銅で、独特の紫色の外観を持っているため、「赤銅」または「紫銅」と呼ばれています。高い電気伝導性と熱伝導性、優れた耐食性、優れた成形性を備えています。ただし、強度や硬度が黄銅に比べて著しく低く、かなり高価です。これは主に耐久消費財の導電性、熱放散部品および耐食部品に使用され、通常は高電流を流す必要がある電源の部品に使用されます。
黄銅H62：高亜鉛黄銅で、比較的強度が高く、冷間・熱間加工性に優れ、各種成形・機械加工に適しています。主に深絞り加工や曲げ加工が必要な耐荷重部品に使用されます。導電性は赤銅より劣りますが、より適度なコストで優れた強度と硬度を備えています。導電性要件が許せば、赤銅ではなく真鍮 H62 を選択すると、材料コストを大幅に削減できます。たとえば、バスバーでは、導電性ストリップは主に真鍮 H62 で作られており、用途に十分適していることが証明されています。
3. 板金加工における材質の影響
3 つの主要な板金プロセスは、ブランキング、曲げ、絞りです。プロセスが異なればシート材料に異なる要件が課されるため、材料の選択では製品の一般的な形状と意図する製造方法を考慮する必要があります。
ブランキングプロセスへの物質的影響
ブランキングでは、シート材料が作業中の亀裂を防ぐのに十分な可塑性を備えている必要があります。
柔らかい材料 (純アルミニウム、耐食性アルミニウム、真鍮、赤銅、低炭素鋼など) は優れたブランキング性能を示し、バリやロールオーバーを最小限に抑えた滑らかなエッジが得られます。
硬い材料（例：高炭素鋼、ステンレス鋼、硬質アルミニウム、超硬アルミニウム）では、ブランキング品質が低下し、破砕帯が粗くなり、特に厚いシートで顕著になります。
脆い材料は、特に亀裂が発生しやすい狭い形状の場合、ブランキング中に裂ける傾向があります。
スタンピングプロセスの分析、パラメータ調整、金型コンポーネントの最適化を通じて、金型の試作サイクルを大幅に削減できます。これにより、クライアントに最大の価値と強化された市場競争力がもたらされます。
