يجب أن يعتمد اختيار مواد الختم على مؤشرات أداء العملية لضمان الاستقرار العالي، وانخفاض معدل العيوب، والقدرة على التكيف الجيد أثناء التشكيل. المؤشرات الأكثر أهمية هي نسبة قوة الخضوع، والاستطالة، ومؤشر التصلب، ومعامل اتجاه السُمك، وجودة السطح، والتي تحدد بشكل مباشر ما إذا كانت المادة مناسبة لعملية ختم معينة. فيما يلي طريقة منهجية لاختيار المواد بناءً على مؤشرات الأداء هذه:
المراسلات بين مؤشرات الأداء الأساسية واختيار المواد
تعتبر نسبة قوة الخضوع المنخفضة (σs/σb) أفضل. تشير نسبة قوة الخضوع المنخفضة إلى قوة خضوع منخفضة، وقوة شد عالية، ونطاق تشوه بلاستيكي كبير، وقابلية أقل للتشقق.
المواد الموصى بها: الفولاذ منخفض الكربون-(على سبيل المثال، SPCC، نسبة مقاومة الخضوع حوالي 0.6)، وسبائك الألومنيوم الملدنة (على سبيل المثال، 5052-O).
تجنب الاستخدام: يتميز الفولاذ عالي القوة (على سبيل المثال، 22MnB5) بنسبة مقاومة عالية في الحالة الباردة، مما يجعله عرضة للتشقق ويتطلب التشكيل على الساخن.
كلما زادت الاستطالة (δ)، كلما كانت القدرة على التشكيل أقوى. تعكس الاستطالة المنتظمة قدرة المادة على مقاومة العنق الموضعي أثناء التمدد، مما يؤثر بشكل مباشر على حد تشوهات الاستطالة (مثل الرسم العميق).
المواد المفضلة: الاستطالة > 30%، مثل النحاس الناعم (C1020P، δ≈45%) والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (SUS304، δ≈40%).
ملاحظة: تتميز المواد الهشة (مثل الفولاذ عالي الكربون-) باستطالة منخفضة وهي مناسبة فقط للتثقيب البسيط.
كلما ارتفع مؤشر التصلب (قيمة n)، كان ذلك أفضل للتشكيل المعقد. تعني القيمة n العالية أن المادة تتصلب بسرعة أثناء التشوه البارد، مما قد يمنع التخفيف المحلي ويجعل التشوه أكثر تجانسًا.
السيناريوهات القابلة للتطبيق: الرسم العميق، وتشكيل التمريرات المتعددة.
المادة الموصى بها: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (n≈0.5)، متفوق على الفولاذ العادي منخفض الكربون- (n≈0.2). يعد معامل اتجاه سمك اللوحة الأعلى (قيمة r) أكثر ملاءمة للسحب العميق.
تشير قيمة r الأعلى إلى أن المادة تتشوه بسهولة في الاتجاه المستوي ويصعب ترقيقها في اتجاه السُمك، مما يقلل من خطر الكسر.
التطبيق النموذجي: الرسم العميق لألواح هيكل السيارة.
المواد الموصى بها: الفولاذ الكربوني المنخفض-المدرفل على البارد-(r > 1.5)، الفولاذ IF (الفولاذ الخلالي).
يعد معامل توجيه مستو اللوحة الأصغر (Δr) أفضل.
يشير Δr الأصغر إلى تباين ضعيف، مما يؤدي إلى تشوه موحد للمادة في اتجاهات مختلفة وتجنب التقوس (الحواف غير المستوية للأجزاء المرسومة العميقة-.
المفضل: صفائح ملفوفة على البارد وملدنة بالكامل-، Δr < 0.1.
متطلبات جودة عالية للسطح: أملس وخالي من العيوب-. يجب أن يكون السطح خاليًا من الشقوق، أو بقع الصدأ، أو الخدوش، أو قشور الأكسيد؛ وإلا، سيحدث تركيز الإجهاد، مما يؤدي إلى تكسير القالب وإتلافه.
توصية: الصفائح المدرفلة على البارد-تتفوق على الصفائح المدلفنة على الساخن-بسبب سطحها الأكثر نعومة وبنيتها الأكثر كثافة.
يجب أن تكون تفاوتات السماكة دقيقة وموحدة. ستؤثر الانحرافات الكبيرة في السماكة على مطابقة خلوص القالب، مما يؤدي إلى حدوث نتوءات أو فلاش أو تلف العفن.
