铝材因其轻质、耐腐蚀、易加工的特点,被广泛应用于建筑、交通、航空航天等行业。在众多加工工艺中,折弯是非常重要的一环,它能够将铝板精确地加工成所需形状。然而,不同牌号的铝板在折弯性能上差别很大。有些铝材延展性好,可以实现小半径折弯;有些则较为脆硬,容易开裂。
本文将全面介绍铝板折弯系数,分析哪些型号的铝板适合折弯,列出不同牌号铝板的推荐折弯半径,并给出防止折弯开裂的实用方法。
1. 折弯系数基础
当铝板折弯时,外层金属受到拉伸,内层受到压缩,中间存在一个既不拉伸也不压缩的中性层,其位置决定了K 系数。
K 系数 (K-Factor): 中性层距内折弯表面的比例,通常在材料厚度的 0.30–0.50 之间。
折弯补偿 (BA): 折弯角度内,中性层所需的弧长。
折弯扣减 (BD): 展开料长度与折弯后两边尺寸之差。
K 系数、折弯补偿和折弯扣减是展开料计算的核心参数。
2. 哪些铝板适合折弯?
铝合金根据成分和热处理状态的不同,分为 1000 系、3000 系、5000 系、6000 系和 7000 系。它们的折弯性能差别明显。
铝合金系列 | 常见牌号 | 折弯性能 | 特点 | 常见应用 |
---|---|---|---|---|
1000 系 | 1100, 1350 | 极佳 | 纯铝,强度低,延展性好,耐腐蚀 | 化工设备、屋面板 |
3000 系 | 3003, 3105 | 良好 | 含锰,强度适中,耐蚀性佳 | 建材、饮料罐 |
5000 系 | 5052, 5754 | 极佳 | 含镁,强度高,韧性好,抗蚀性强 | 船舶、汽车外板 |
6000 系 | 6061, 6082 | 一般 | 含镁硅,可热处理,强度高但较脆 | 航空航天、结构件 |
7000 系 | 7075 | 较差 | 含锌,强度极高,但脆性大 | 航空航天、军工 |
总结:
最佳折弯选择: 1100、3003、5052
可折弯但有限制: 6061(需大半径或退火后加工)
不推荐折弯: 7075(易开裂)
3. 不同型号铝板的最小折弯半径
最小折弯半径是指铝板在不发生开裂情况下所能实现的最小内弯半径,取决于牌号、状态和厚度。以下为常见数据(90° 折弯参考值):
合金 | 状态 | 厚度 (mm) | 最小内折弯半径 (× 厚度) |
---|---|---|---|
1100 | H14 | ≤ 3.0 | 1 × T |
3003 | H14 | ≤ 3.0 | 1 × T |
5052 | H32 | ≤ 3.0 | 1 × T |
5052 | H34 | 3–6 | 2 × T |
6061 | T4 | ≤ 3.0 | 1.5 × T |
6061 | T6 | ≤ 3.0 | 3 × T |
6082 | T6 | 3–6 | 4 × T |
7075 | T6 | ≤ 3.0 | 4–8 × T(不推荐紧折弯) |
要点:
软态 (O, T4, H14) 的可折弯性远好于 硬态 (H34, T6)。
5052-H32 是可折弯性最好的铝材之一,广泛用于钣金加工。
6061-T6 折弯要求半径大,否则容易裂纹。
7075-T6 几乎不适合折弯,通常避免此工艺。
4. 铝板折弯系数表(参考)
以下为铝板常见厚度及折弯系数参考:
厚度 (mm) | 内半径 (mm) | K 系数 | 折弯补偿公式 | 推荐折弯扣减 (mm) |
---|---|---|---|---|
1.0 | 1.0 | 0.33 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 1.5 |
2.0 | 2.0 | 0.35 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 2.5 |
3.0 | 3.0 | 0.38 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 3.0 |
4.0 | 4.0 | 0.40 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 4.0 |
6.0 | 6.0 | 0.44 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 6.5 |
8.0 | 8.0 | 0.46 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 8.0 |
10.0 | 10.0 | 0.48 | BA = 0.01745 × (R + K×T) | 10.0 |
5. 如何防止折弯开裂
尤其在 6000 系和 7000 系 铝材折弯时,裂纹风险极高。以下措施可有效降低风险:
选择合适牌号: 尽量使用延展性好的 5052、3003。
增大折弯半径: 遵循最小折弯半径标准。
横向折弯: 沿轧制方向折弯易开裂,应尽量横向折弯。
选择合理模具: 使用适合的冲头、下模半径,避免应力集中。
退火处理: 如 6061 可通过退火改善延展性。
使用润滑剂: 降低摩擦,减少表面损伤。
分步折弯: 多道次折弯比一次成形更安全。
总结
铝板折弯工艺的核心在于材料特性、折弯系数和工艺参数的匹配。
最佳折弯合金: 1100、3003、5052(尤其软态)。
中等折弯合金: 6061、6082(需大半径或退火处理)。
不推荐折弯: 7075(极易开裂)。
在实际生产中,应结合折弯系数表和最小折弯半径数据,并辅以试折弯进行验证。通过正确的工艺选择和防裂措施,可以实现高精度、稳定、可靠的铝板折弯。
简而言之,选对材料、控制折弯半径、采取防裂措施,才能确保铝板折弯工艺的成功。