<h2>TL;DR</h2><p>För att eliminera kantkrossning i stansade delar, särskilt i avancerade höghållfasta stål (AHSS), krävs en förskjutning från global duktilitet (insnörning) till lokal formbarhet (brott). Traditionella tumregler, såsom 10 % skärspel, misslyckas ofta med moderna material som duplexstål (DP-stål). För att lösa detta måste ingenjörer optimera skärspel (ofta öka till 15–20 % av materialtjocklek), välja material med höga hålexpansionskvoter (HER) verifierade enligt ISO 16630 och använda verktygsdesignstrategier som &quot;metallgainers&quot; för att minska kantspänning. Att hantera skjuvpåverkad zon (SAZ) är den enskilt mest effektiva metoden för att förhindra kantbrott.</p><h2>Vetenskapen bakom kantkrossning: Global kontra lokal formbarhet</h2><p>En vanlig missuppfattning inom metallstansning är att hög dragtöjning garanterar motståndskraft mot krossning. I verkligheten är kantkrossning ett brott på <strong>lokal formbarhet</strong>, vilket skiljer sig från <strong>global formbarhet</strong> som mäts i standardiserade dragprov. Global formbarhet styr brott som insnörning i delens kropp, där töjningen sprids ut. Kantkrossning uppstår däremot vid den skurna kanten där materialets mikrostruktur har skadats av själva skärprocessen.</p><p>När en stans bildar en blank genereras en &quot;skjuvpåverkad zon&quot; (SAZ) eller en härdad zon. Inom denna smala zon är materialet avsevärt hårdare och sprödare än grundmaterialet. För AHSS-kvaliteter förstärks denna effekt. Duplexstål (DP-stål) består exempelvis av hårda martensitön i en mjuk ferritmatris. Under skärprocessen orsakar den extrema hårdhetsdifferensen mellan dessa faser att mikroskopiska porer bildas vid gränsytan mellan ferrit och martensit.</p><p>När kanten därefter sträcks – under flänsning eller hålexpansion – sammanförs dessa mikroporer till makroskopiska sprickor långt innan materialet når sin teoretiska töjningsgräns. Därför är det ett grundläggande tekniskt misstag att förlita sig på drag- och töjningsdata för att förutsäga kantbeteende. Den avgörande faktorn är inte hur mycket materialet sträcks globalt, utan hur mycket den skadade kanten kan expandera innan sprickbildning inträffar.</p><h2>Optimering av skärspel: Tumregeln 10 % är död</h2><p>I decennier var standardverktygsspel 10 % av plattjockleken. Även om detta fungerar för mjukt stål är förhållandet ofta skadligt för AHSS. Små skärspel i hårga material kan generera &quot;sekundär skärning&quot; – ett fel där sprickorna från stansen och dies inte möts kontinuerligt. Denna ojustering tvingar stansen att skära genom återstoden av materialet, vilket skapar en hackig, starkt härdad kant med en sekundär blankytzon som fungerar som en spänningskoncentration.</p><p>Senaste data från branschstudier, inklusive från <a href="https://www.metalformingmagazine.com/article/?/materials/high-strength-steel/edge-cracking-in-advanced-automotive-steels">MetalForming Magazine</a>, visar att <strong>ingenjörsdesignat skärspel</strong> är lösningen. För många DP- och CP-kvaliteter (Complex Phase) innebär en ökning av skärspel till <strong>15–20 % av materialtjocklek</strong> en renare brytning. Större skärspel gör att ovan- och undre brottytor sluter jämnt, vilket minskar djupet av den skjuvpåverkade zonen och reducerar hårdhetsökningen vid kanten.</p><p>Denna motintuitiva metod – att öppna glappen för att förbättra kvaliteten – resulterar ofta i en avsevärt högre hålexpansionskvot (HER). Detta måste dock balanseras mot burrhöjd. Även om större skärspel kan ge högre burr, behåller kanten mer duktilitet. Om burren finns på trycksidan av den efterföljande böjningen är risken för krossning ofta försumbar jämfört med fördelen med en renare skäryta.</p><h2>Materialval: Hålexpansionskvoten (HER)</h2><p>När man väljer material för delar med flänsade hål eller sträckta kanter är <strong>ISO 16630:s hålexpansionstest</strong> det gyllene standard för prediktion, och ersätter traditionella dragtester. Testet expanderar ett stansat hål med en konisk stans (60° toppvinkel) tills en spricka genom hela tjockleken uppträder, vilket ger ett direkt mått på kantens duktilitet.</p><p>Materialval spelar en avgörande roll här. Även om DP-stål är populära för sitt hållfasthets-/prisförhållande gör deras mikrostrukturella heterogenitet (hårt martensit vs. mjuk ferrit) dem benägna för kantbrott. <strong>Complex Phase-stål (CP-stål)</strong> erbjuder ofta överlägsen prestanda för kantkänsliga delar. CP-kvaliteter använder en matris av bainit och utfällningshärdad ferrit, vilket skapar en mer enhetlig hårdhetsfördelning. Denna homogenitet minskar bildandet av mikroporer under skärning, vilket ger CP-stål betydligt högre HER-värden jämfört med DP-stål med liknande draghållfasthet.</p><p>Materialrenhet är dessutom obligatorisk. Enligt experter hos <a href="https://www.ulbrich.com/blog/cracking-under-pressure-how-high-quality-metal-and-metallurgical-expertise-prevent-cracking-in-stamping/">Ulbrich</a> fungerar inneslutningar och föroreningar (såsom svavel eller oxider) som startplatser för sprickor. Att ange högkvalitativa, rena stål med kontrollerade gränser för inneslutningar säkerställer att materialets teoretiska HER kan uppnås i produktion.</p><h2>Verktygsdesign och processingenjörslösningar</h2><p>Bortom metallurgi avgör geometri slutresultatet. När en del kräver en sträckt fläns som överstiger materialets gränser måste processingenjörer ändra töjningsvägen. En effektiv teknik är användning av <strong>metallgainers</strong>. Genom att designa ett överskott av material (en &quot;gainer&quot;) i dragskjulet eller bindaren kan ingenjörer tillhandahålla extra material som flyter in i flänsen under formsättningen. Detta omvandlar ett rent sträckfall till en kombination av dragning och sträckning, vilket avsevärt minskar den lokala töjningen vid kanten.</p><p>Underhåll av verktyg är lika viktigt. En klibbig eller trubbig skärmarg ökar volymen av den deformationsdrabbade zonen och gör kanten ännu hårdare. Regelbundna slipningsprogram är obligatoriska för AHSS-produktion. Dessutom kan användning av fasade stansar (ofta med en 3–6 graders takformad skärning) minska chockbelastningen och förbättra kvaliteten på skärytan.</p><p>Att implementera dessa avancerade strategier kräver tillverkningspartners med specialiserade kapaciteter. Till exempel använder <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> högtonnage pressar (upp till 600 ton) och precisionsarbete certifierat enligt IATF 16949 för att hantera de krävande bearbetningsfönstren hos moderna bilstål. Oavsett om det gäller snabba prototyper eller massproduktion förhindrar användning av en stansare som förstår subtiliteten i AHSS-beteende kostsamma iterationer av verktyg.</p><h2>Sammanfattning av korrigerande åtgärder</h2><p>Att eliminera kantkrossning uppnås sällan genom en enda lösning; det kräver en systematisk justering av de tre primära faktorerna: Material, Spel och Geometri.</p><ul><li><strong>Material:</strong> Byt till kvaliteter med höga HER-värden enligt ISO 16630 (t.ex. CP istället för DP) och kontrollera strikt föroreningar.</li><li><strong>Spel:</strong> Öka verktygsspel till 15–20 % för AHSS för att säkerställa en ren brottyta och minimera den skjuvpåverkade zonen.</li><li><strong>Geometri:</strong> Använd metallgainers för att mata in material i flänsen och se till att stansar hålls skarpa för att förhindra överdriven härdning.</li></ul><section><h2>Vanliga frågor och svar</h2><h3>1. Vad är skillnaden mellan global och lokal formbarhet i stansning?</h3><p>Global formbarhet syftar på ett materials förmåga att fördela töjning över ett stort område och motstå insnörning (tunnare tvärsnitt) under dragningsoperationer. Det korrelerar med n-värdet (arbetsförhårdningsexponenten). Lokal formbarhet är däremot materialets motståndskraft mot brott vid specifika spänningskoncentrationer, såsom skurna kanter. Det korrelerar med hålexpansionskvoten (HER) och är den främsta faktorn för att förhindra kantkrossning.</p><h3>2. Hur påverkar skärspel kantkrossning i AHSS?</h3><p>Skärspel styr kvaliteten på den skurna kanten. Otillräckligt spel (t.ex. det traditionella 10 %) i AHSS orsakar sekundär skärning, vilket skapar en hackig, spröd kantprofil som lätt krossar. Att öka skärspel till 15–20 % gör att sprickorna från stans och die möts renare, vilket resulterar i en jämnare kant med mindre arbetsförhårdning och högre duktilitet.</p><h3>3. Vad är ISO 16630:s hålexpansionstest?</h3><p>ISO 16630 är standardmetoden för att utvärdera kantduktiliteten hos metallplåtar. Ett 10 mm hål stansas i ett prov (vanligtvis med 12 % spel), och ett koniskt verktyg expanderar hålet tills en spricka genom hela tjockleken uppträder. Den procentuella ökningen av håldiametern (HER) ger ett kvantitativt mått på materialets förmåga att motstå kantkrossning.</p><h3>4. Varför lider duplexstål (DP-stål) av kantkrossning?</h3><p>DP-stål har en mikrostruktur bestående av hårda martensitön i en mjuk ferritmatris. Under skärning skapas extrema spänningskoncentrationer på grund av hårdhetskillnaden mellan dessa faser, vilket leder till bildandet av mikroporer vid faskanterna. Dessa porer försvagar kanten och gör den mycket känslig för krossning under efterföljande formsättningsoperationer.</p><h3>5. Vad är metallgainers i verktygsdesign?</h3><p>Metallgainers är geometriska detaljer som läggs till i tillskotten eller bindarområdet i en verktygsdesign. De ger överskottsmaterial längs specifika områden. Under formsättning eller flänsning flyter detta extra material in i delen, vilket minskar den sträckning som krävs vid kanten. Detta minskar den lokala töjningen och hindrar kanten från att nå sin brottgräns.</p></section>