Tiefziehstahl ist nicht ein Werkstoff. Er ist eine Leiter, und die Sprosse, die Sie brauchen, richtet sich danach, wie weit das Material fließen muss, und nicht danach, wie fest das Fertigteil sein soll. Eine Güte, die für eine flache Abdeckung reicht, reißt an einem tiefen Napf, und eine Güte, die für den tiefsten Napf reicht, ist teurer und weicher als das Teil erfordert. Diese Seite ist die Leiter, wie sie auf echten Zeichnungen erscheint, in den drei Bezeichnungssystemen, die am häufigsten auftauchen.
Welche Stahlgüten werden für das Tiefziehen verwendet?
Für das Tiefziehen wird kohlenstoffarmer kaltgewalzter Stahl verwendet, eingeteilt nach dem Umformvermögen. Im europäischen System reicht EN 10130 von DC01 für Biegen und Falzen über DC03 für Ziehqualität und DC04 für Tiefziehqualität bis DC05 und DC06 für Sondertiefziehen, wobei DC06 als interstitiell freier Stahl mit sehr niedrigem Kohlenstoff geliefert wird. Das japanische System JIS G3141 nutzt SPCC für Handelsqualität, SPCD für Ziehen, SPCE für Tiefziehen und SPCF für Sondertiefziehen; diese entsprechen den DC-Güten weitgehend. In den USA sind 1008 und 1010 kohlenstoffarme Bleche die Entsprechungen. DC02 erscheint auf älteren Zeichnungen, wurde aber aus der Norm entfernt. Die richtige Sprosse richten Ziehverhältnis und Stufenzahl aus, nicht die Festigkeit des Fertigteils.
Der Gütename sagt, wie weit der Stahl fließt
Die Buchstaben und Zahlen einer Tiefziehstahlgüte sind eine Aussage über das Umformverhalten. Ein niedrigerer Kohlenstoffgehalt und ein saubererer Stahl haben ein höheres plastisches Dehnungsverhältnis und einen höheren Verfestigungsexponenten, was zusammen bedeutet, dass das Material weniger dünnt und länger ohne lokale Einschnürung standhält. Das ist es, was einen tiefen Zug ohne Reißen gelingen lässt. Es ist auch der Grund, warum die Leiter über die Umformbarkeit erklommen wird und nicht über die Festigkeit: dieselbe Einstufung, die DC06 umformbar macht, macht ihn weich und dellenanfällig - er gehört also an Teile, die den Zug brauchen, und nicht an Teile, die Steifigkeit brauchen.
Zwei Zahlen ordnen die Stufenleiter ein. Die erste ist das Ziehverhältnis selbst: ein Erstzugverhältnis von 2,0 bedeutet, dass aus einer 100 mm Ronde ein 50 mm Napf in einem einzigen Hub wird - und die benötigte Stufe steigt mit diesem Verhältnis. Die zweite ist das Verhältnis von Blechdicke zu Durchmesser: etwa 1,5 % oder mehr des Durchmessers tragen ein hohes Erstzugverhältnis, unter rund 1 % erreicht dieselbe Güte es nicht. Stahl liegt außerdem am dichten Ende der Materialliste - 7,85 g/cm3 gegenüber 2,70 g/cm3 bei Aluminium -, weshalb eine Güte, die sich hervorragend ziehen lässt, für ein leichtes Teil trotzdem die falsche Antwort sein kann.
| Sorte | Norm | Wofür | Grenze |
|---|---|---|---|
| DC01 | EN 10130 | Biegen, Falzen, flache Umformung, allgemeine Pressarbeit | Nicht für echtes Ziehen gedacht; dünnt und reißt an einem tiefen Napf |
| DC02 | früher EN 10130 | Lag früher zwischen DC01 und DC03 | Aus der Norm entfernt; als Altaufruf behandeln und die gemeinte Güte bestätigen |
| DC03 | EN 10130 | Ziehqualität: mäßige Züge, Abdeckungen, flache Gehäuse | Erreicht seine Grenze, wenn das Ziehverhältnis steigt oder die Wand verjüngt werden muss |
| DC04 | EN 10130 | Tiefziehqualität, das Arbeitstier für gezogene Gehäuse und Schalen | Bei sehr hohen Ziehverhältnissen oder aggressivem Ironing wird DC05 oder DC06 gebraucht |
| DC05 | EN 10130 | Sondertiefziehen: mehrstufige Züge, dünne Wände, hohe Ziehverhältnisse | Kostet mehr und ist weicher als ein DC04-Teil gleicher Dicke |
| DC06 | EN 10130 | Sondertiefziehen, geliefert als interstitiell freier Stahl mit sehr niedrigem Kohlenstoff | Der umformbarste der Familie und der in der Handhabung am leichtesten zu beschädigende |
| SPCC | JIS G3141 | Handelsqualität, Biegen und leichte Umformung | Gleiche Obergrenze wie DC01 |
| SPCD | JIS G3141 | Ziehqualität | Gleiche Obergrenze wie DC03 |
| SPCE | JIS G3141 | Tiefziehqualität | Gleiche Obergrenze wie DC04 |
| SPCF | JIS G3141 | Sondertiefziehqualität | Gleiche Obergrenze wie DC05 oder DC06, je nach Lieferung |
| 1008 / 1010 | ASTM / SAE | US-Entsprechungen für kohlenstoffarmes kaltgewalztes Blech | Die Güte allein reicht nicht; Desoxidationsverfahren und Härtezustand entscheiden die Umformbarkeit |
Entsprechende Güten über die drei Bezeichnungssysteme
Die drei Systeme beschreiben dieselbe Leiter der Umformbarkeit, weshalb eine Zeichnung, die SPCE aufruft, und ein Lieferant, der DC04 führt, sich meist einigen können. Vertraglich austauschbar sind sie jedoch nicht, weil sich Chemiebereiche, Dickentoleranzen und Oberflächenzustände zwischen den Normen unterscheiden. Nennt der Endkunde eine Norm, gilt diese Norm; nennt die Zeichnung nur eine Handelsgüte, muss die Entsprechung schriftlich vereinbart werden, mit benannten mechanischen Kennwerten und benanntem Dickentoleranzband.
Was tatsächlich entscheidet, welche Sprosse Sie brauchen
- Das Ziehverhältnis. Es ist das Verhältnis von Rondendurchmesser zu Fertigdurchmesser und der stärkste einzelne Treiber der Gütenwahl. Die Grenzen für einen Werkstoff stehen auf unserer Seite maximales Ziehverhältnis.
- Die Stufenzahl. Ein Teil, das drei Züge braucht, verlangt dem Material mehr ab als eines mit einem Zug, selbst bei gleicher Endgeometrie. Siehe wie viele Züge ein Teil braucht.
- Ob die Wand verjüngt wird. Ironing dünnt die Wand bewusst und braucht eine Güte mit genug Restduktilität; das ist ein Gespräch ab DC04.
- Die Dicke. Dünnes Band verzeiht eine grenzwertige Güte weniger als dickes, weil weniger Material umzuverteilen ist.
- Magnetische Anforderungen. Wo das Teil ein weichmagnetisches Bauteil ist, kann eine Ziehgüte die falsche Antwort sein und ein Reineisen wie DT4E ins Spiel kommen. Den Vergleich behandeln wir in DC04 gegen DT4E.
- Oberfläche und Beschichtung. Unbeschichtet, elektrolytisch verzinkt und feuerverzinkt verändern jeweils die Reibung an der Matrize und die Güte, die sauber läuft.
Der Härtezustand zählt so viel wie die Güte
Zwei Coils DC04 mit gleicher Chemie und unterschiedlichem Härtezustand verhalten sich wie zwei verschiedene Werkstoffe. Die Güte legt Chemie und Reinheitsgrad fest; der Härtezustand legt Streckgrenze, Dehnung und die Form der Spannungs-Dehnungs-Kurve fest, mit der das Werkzeug arbeiten muss. Ein Teil, das bei einer Lieferung aufreißt und bei der nächsten sauber läuft, ist meist ein Härtezustandsproblem und kein Gütenproblem. Die vier Zahlen, die es vorhersagen, und wie man den Härtezustand statt nur die Güte spezifiziert, stehen in unserem Leitfaden zur Härtezustandswahl.
Güten, die wir nicht ziehen würden, und warum
Höher kohlenstoffhaltige, hochfeste niedriglegierte und Baustahlgüten sind auf Festigkeit ausgelegt, und sie zu ziehen ist ein anderes Projekt mit anderen Grenzen. Sie verfestigen schneller, vertragen weit weniger Umformung vor der Einschnürung und brauchen oft ein Zwischenglühen, das eine kohlenstoffarme Güte nicht braucht. Das ist kein Grund, das Teil abzulehnen; es ist ein Grund, Glühen, Zusatzstufen und Werkzeugverschleiß beim Angebot ehrlich zu kalkulieren, statt sie am Erstmuster zu entdecken. Kohlenstoffstahlgüten, die wir fahren, und wofür jede steht, sind unter Kohlenstoffstahl aufgeführt.
Kernpunkt
Wählen Sie die Sprosse über Ziehverhältnis und Stufenzahl: DC01 zum Biegen, DC03 zum Ziehen, DC04 fürs Tiefziehen, DC05 und DC06 fürs Sondertiefziehen, mit SPCD, SPCE und SPCF als JIS-Entsprechungen und 1008 oder 1010 im US-System. Spezifizieren Sie dann den Härtezustand separat, denn die Güte allein sagt nicht vorher, ob das Teil läuft.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen DC04 und DC05?
Beide sind Tiefziehgüten nach EN 10130, und DC05 ist die umformbarere der beiden. DC05 wird spezifiziert, wenn das Ziehverhältnis höher ist, mehr Stufen nötig sind oder eine dünne Wand Ironing überstehen muss. Der Kompromiss: DC05 ist weicher und teurer, ein Aufstieg lohnt also nur, wenn der Zug ihn tatsächlich verlangt.
Ist SPCC dasselbe wie DC01?
Sie liegen in verschiedenen Normen an derselben Stelle der Umformbarkeitsleiter: SPCC ist Handelsqualität nach JIS G3141, DC01 die entsprechende Position in EN 10130. Beide sind für Biegen und leichte Umformung gedacht und nicht für echtes Tiefziehen. Vertraglich austauschbar sind sie nicht, weil sich Chemiebereiche und Dickentoleranzen zwischen den beiden Normen unterscheiden.
Warum taucht DC02 noch auf meiner Zeichnung auf?
Weil sie in früheren Ausgaben der Norm stand und ältere Zeichnungen nicht aktualisiert wurden. DC02 wurde aus der aktuellen Gütenliste der EN 10130 entfernt. Ruft eine Zeichnung sie auf, ist der sinnvolle Schritt, mit dem Konstrukteur zu klären, ob DC01 oder DC03 gemeint war, und die Entscheidung festzuhalten, statt den Lieferanten wählen zu lassen.
Kann man statt einer DC-Güte Edelstahl tiefziehen?
Ja, und für Korrosionsbeständigkeit oder eine unmagnetische Anforderung ist das oft die richtige Antwort, aber das Verhalten ist anders: austenitischer Edelstahl verfestigt viel schneller und braucht meist ein Zwischenglühen, das eine kohlenstoffarme Güte nicht braucht. Die Güten und ihre Grenzen stehen auf unserer Seite Edelstahl.