材料是冲压件设计中最早做出、也最具影响的选择之一。它会影响模具、回弹、耐腐蚀性、导电性、表面处理和总成本。

本指南按工程取舍比较常见板料。完成设计选材后,请使用单独的 RFQ 材料规格指南,定义牌号、状态或硬度、厚度公差、替代材料和证书。

材料选择如何塑造整个零件

在模具设计之前,材料就设定了规则。强度和硬度影响成型力、刀具磨损和回弹;腐蚀特性决定表面处理是可选的还是必需的;导电性和重量本身可能就是功能性要求。

及早选定材料并保持不变,能使项目其余部分保持稳定,因为日后更改材料会改变折弯半径、公差和表面处理决策。

冷轧钢(SPCC)

冷轧钢是许多支架、面板和外壳的经济默认之选。它易于成型、焊接性好,并能很好地附着油漆或粉末喷涂。它的主要局限是腐蚀:裸冷轧钢会生锈,因此几乎总是需要防护性表面处理。

不锈钢(SUS304、SUS301)

不锈钢无需涂层即可耐腐蚀,且强度高、耐用,因此常用于机箱、五金件以及食品或医疗零件。其取舍在于材料成本较高、成型时需要管理更大的回弹,以及更大的刀具磨损,这些都需要模具设计加以考虑。

铝(5052、6061)

铝轻、天然耐腐蚀,且是良好的导热和导电体,适用于机箱、盖板和散热结构。它比钢更容易刮伤和凹陷,因此搬运和表面处理(例如阳极氧化)应从一开始就规划好。

铜与黄铜

选择铜和黄铜主要是看中其导电和导热性能,用于接线端子、连接器、屏蔽罩和散热零件。它们较软且较贵,铜还容易留下痕迹,因此需要细致的模具和搬运,而非作为通用的结构性选择。

镀锌钢与电解钢(SGCC、SECC)

这些是已预先施加锌镀层或电解镀层的钢材,为机架和结构面板提供了内置的防腐保护。需要规划的一点是:切割和冲制的边缘会露出裸钢,因此在耐腐蚀性至关重要之处,可能仍需边缘防护或二次表面处理。

马口铁与洋白铜

当镀层表面本身属于设计的一部分时,马口铁可满足屏蔽、可焊性及其他特定应用要求。洋白铜兼具耐腐蚀性、外观和弹性接触特性,可用于特定电子零部件。

两者都不应作为钢或铜的通用替代材料。请说明功能原因、牌号和材料状态,以便评审成形与接触要求。

厚度、成型性与表面处理

在任何一种金属内部,厚度都影响成型力、最小折弯半径和成本,因此这里的可加工范围是 0.2 mm 到 2.0 mm。材料与表面处理也相互关联:裸钢需要防护性表面处理,铝常做阳极氧化,而不锈钢可不涂层或做拉丝以改善外观。

应将材料和表面处理一同决定,而非孤立地分开考虑,因为这种搭配既影响零件的外观,也影响其长期耐用性。

如何在零件设计阶段做出决定

从功能出发。如果零件必须自身耐腐蚀,倾向于不锈钢或镀层钢。如果重量或导电性重要,考虑铝或铜。如果成本是首要考量且可以接受表面处理,冷轧钢难有匹敌者。

如果仍有两种方案可行,请在模具放行前通过 DFM 进行比较。批准后,在 RFQ 中写明所需牌号、状态或硬度、厚度公差和替代规则,不要让选择保持开放。

常见冲压金属一览
金属优势注意事项典型用途
冷轧钢(SPCC)成本低、易成型、附漆性好无表面处理会生锈支架、面板、外壳
不锈钢(304/301)耐腐蚀、强度高回弹更大、对模具损耗更甚机箱、五金件、医疗
铝(5052/6061)轻、导电、耐腐蚀易刮伤,需规划表面处理机箱、盖板、散热零件
高电导率和热导率成本高、较软且搬运易留痕母排、端子、屏蔽件、导热零件
黄铜导电性、成形性和外观牌号和状态会改变弹性表现触点、端子和装饰五金
镀锌 / 电解(SGCC/SECC)内置防腐保护切割边缘露出裸钢机架、结构面板
马口铁镀层表面、可焊性或适合屏蔽必须明确应用和表面状态电子屏蔽件和特定成形零件
洋白铜弹性、耐腐蚀性和外观需评审牌号、硬度和接触功能弹性触点、屏蔽件和外观五金