什么是轧制钢板?一般用途的铁基板材
在讨论具体类型之前,首先介绍轧制钢板的整体定义和特点。
轧制钢板的特点
轧制钢板,顾名思义就是通过“轧制”而成的“钢”质的“板”材。它的特点是价格低廉、适合弯曲加工。作为一种薄板材料,适用于冲压和钣金加工,常用于不需要机械强度的外饰和覆盖物。
轧制(rolling)是金属塑性加工的一种形式,材料在被两个或多个旋转的轧辊碾压的同时被拉伸。类似于用擀面杖将乌冬面和荞麦面团擀平。可以通过改变轧辊之间的距离来改变板材的厚度,还可以将多个轧辊进行三维排列以形成像铁轨一样的独特横截面。由于钢坯(也称板坯)是在轧辊中连续加工出来的,因此可以高速加工具有相同截面形状的连续部件。轧制不仅可以生产板材和被称为条钢的棒材和钢管,还能制造横截面为H形或L形等的型材。这种加工方法通常用于生产加工材料,而不是生产产品本身。
轧制根据加工温度大体可分为两大类,热轧和冷轧。热轧是一种在高于再结晶温度下进行加工的方法。对于轧制钢材等铁基材料,通常的加工温度是在900℃~1,200℃ 之间。热轧的优点主要包括以下几个方面。
・由于金属材料处于高温状态,轧制时只需较小的力即可完成
・在高温下对材料进行挤压,可获得更强的结晶结构和更坚韧的材料
・由于材料的加工温度高于再结晶温度,因此不会发生加工硬化
而另一方面,它也存在以下缺点。
・加热材料需要大量的成本和能源
・由于是高温环境,材料容易与空气中的氧结合,在表面形成氧化膜
・由于会经历热胀冷缩的过程,尺寸精度会略有下降
冷轧是指在室温或常温环境下对金属进行压延加工的一种方法。虽然加工过程是在室温下进行的,但加工时产生的热量会导致温度升高,因此并不意味着被加工的金属也是常温的,以600℃以下为标准。冷轧具有以下优点。
・无需加热设备
・可获得光滑、有光泽的金属表面
・尺寸精度高于热轧
另一方面,冷轧也存在如下缺点。
・由于在室温下加工,需要很大的力
・可能会发生加工硬化,该情况下需要进行退火等热处理
将以上内容汇总如下表。
热轧冷轧加工温度900℃~1,200℃
常温加工性能◯Δ尺寸精度Δ◯表面氧化膜光滑加工后热处理不需要需要
另外,还有一种介于热轧和冷轧之间的温轧法。这是一种约在600℃~900℃ 的温度范围内进行的轧制方法,它可以弥补热轧和冷轧两者的缺点。然而,这种方法并未得到广泛应用。轧制钢板是将钢材轧制成板状的一种轧制方法。根据轧制温度的不同,轧制钢板大致可分为两种类型:热轧钢板(SPHC)和冷轧钢板(SPCC)。
热轧钢板、SPHC是什么?
热轧加工的SPHC材料具有哪些特性呢?下面介绍一下SPHC的特征及其应用。
特征
SPHC(steel plate hot commercial)指的是热轧钢板。有时会省略简称为HOT。顾名思义,就是通过热轧而成的钢板。作为轧制钢板的通用材料,其特点是价格相对较低,适合弯曲加工。作为一种被归类为通用而非机械结构钢的材料,其强度低于SS400等结构钢。此外在热轧过程中产生的氧化膜被称为“黑皮”,覆盖在钢板表面,可以保护SPHC免受腐蚀和划伤,但它的可靠性不如喷涂或电镀。
用途
SPHC被归类为一般用途而非机械结构用材。因此,它不常用于对结构强度有要求的领域。由于这种材料没有强度保证,因此不宜用于涉及安全和可靠性的领域。而另一方面,由于其易于弯曲加工,被广泛用于汽车车身和电气设备外壳等。作为一种价格相对低廉的材料,它更加适用于制作大型零部件,如外壳和盖板等。
SPHC的优缺点
SPHC有着怎样的优缺点呢?
优点
・价格低廉,易于获取
・加工性好,尤其适合弯曲加工
作为一种广泛流通的通用材料,它很容易获取。它的价格也比同属于轧制钢板系列的冷轧钢板便宜。这种软质材料加工性更好,尤其适合钣金加工和冲压加工等弯曲工艺。这种材料适用于强度要求不高的电气设备外壳等。
缺点
・抗拉强度低于SS400等
・由于有黑色表皮覆盖,外观不是很好看
材料的抗拉强度不是很高。因此,它被归类为通用钢而非结构钢。它不太适合用作需要强度的机械或结构中的强度部件。此外,热轧过程中产生的保护膜(黑皮)会使钢材呈现黑色,给人的印象是未涂层铁锅的颜色。由于其外表不是很美观,因此在用于外装零部件时,需要对其进行喷涂处理或使用其他材料。
SPHC常用的加工方法、表面处理SPHC可以进行哪些类型的加工呢?下面介绍一些典型加工方法。
弯曲加工
作为一种软质的板状材料,它较适合弯曲加工。也可进行切削等去除加工,但在钣金加工中,激光切割和冲压切割更为常见。
表面处理
SPHC基本上要经过喷涂等表面处理后才能使用。在表面被氧化膜(黑皮)覆盖的情况下,喷涂性不是很好,所以一般的处理方式是先去除氧化膜,然后再进行喷涂处理。去除氧化膜的方法有很多种,使用酸性溶液进行酸洗处理是最常用的方法。在SPHC中,酸洗处理过的材料标记为SPHC-P。
冷轧钢板、SPCC是什么?热轧加工的SPCC材料具有哪些特性呢?下面介绍一下SPHC的特征及其应用
特征
SPCC(Steel Plate Cold Commercial)指的是冷轧钢板。有时也被称为轧制材料、冷材料、或者钢带。经过对SPHC(热轧钢板)进行酸洗、冷轧制造而成。其表面光滑且有金属光泽,看起来就像“钢板”。它是由SPHC进一步轧制而成,因此基本上是一种比SPHC更薄的材料。虽然与其他材料相比价格相对便宜,但它也比SPHC贵一些。它是一种软质材料,具有良好的成型性和加工性,适合拉伸等加工。由于表面没有氧化膜的保护,很容易生锈,通常是在涂油的状态下流通的。加工后必须进行电镀或喷涂等表面处理。
用途
SPCC的拉伸强度与SPHC没有差别。不过,它比SPHC材料更薄,因此不适合用于结构部件。除了用于垫圈等较薄部件的材料外,SPCC还经常用于车身和建筑材料等。它可能会给人一种薄钢盖板的深刻印象。
SPCC的优缺点
SPCC有着怎样的优缺点呢?
优点
・表面美观
・可加工性强,易于成型
・材料精度高
・价格相对便宜,易于获取
SPCC与SPHC相比,具有更好的延展性和更高的可加工性。另外虽然其成本高于SPHC,但与不锈钢等钢板相比,它也是一种既便宜又容易获取的材料。
缺点
・易氧化,需要进行表面处理
SPCC是一种非常容易氧化的材料。当然,它不适合长期存放,必须小心处理。收到材料后必须立即进行加工,然后进行喷涂或电镀等表面处理。
SPCC常用的加工方法、表面处理
SPCC可以进行哪些类型的加工呢?下面介绍一些典型加工方法。
弯曲加工、拉伸加工
作为一种薄而柔软的板状材料,它比较适合弯曲和拉伸等加工工艺。由于其良好的加工性,也是一种可以进行多种加工的材料。
表面处理
SPCC基本上是一种需要进行表面处理的材料。由于这种材料在未加工的状态下极易生锈,因此需要经过喷涂或电镀等防腐处理后才能使用。由于表面光滑,它还具有很强的装饰性,通过喷涂和电镀等处理可以获得非常漂亮的外观。
SPHC和SPCC的机械性能
下面我们就来总结一下之前介绍过的SPHC和SPCC的规格。
机械性能
SPHC和SPCC的机械性能如下表所示。两者在抗拉强度方面相同。
材料拉伸强度(N/mm2)
延伸率(%)板厚1.2mm以上1.6mm以下
板厚1.6mm以上2.0mm以下
板厚2.0mm以上2.5mm以下板厚2.5mm以上3.2mm以下板厚3.2mm以上4.0mm以下板厚4.0mm以上SPHC270以上
27以上
29以上
29以上29以上31以上31以上材料拉伸强度(N/mm2)延伸率(%)
板厚0.25mm以上0.30mm以下
板厚0.30mm以上0.40mm以下
板厚0.40mm以上0.60mm以下板厚0.60mm以上1.0mm以下板厚1.0mm以上1.6mm以下板厚1.6mm以上2.5mm以下板厚2.5mm以上SPCC270以上28以上31以上34以上36以上37以上38以上39以上
物理性质
SPCC的物理特性如下表所示。目前尚无有关SPHC物理特性的数据。
密度杨氏模量热膨胀系数导热率电阻g/cm3N/mm2
(0~100℃)10-6/KW/(m・K)μ Ω・㎝7.87206,00011.773.313
SPHC和SPCC的标准尺寸
SPHC和SPCC的标准尺寸规格如下表所示。
种类材料符号
形状单位标准尺寸冷轧钢钢板SPCC钢板t0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.3, 3.2
热轧钢钢板SPHC钢板t(1.2), 1.6, 2.3, 2.6, 3.2, 4.5※上面的标准尺寸仅供参考。 请注意,它们与现有材料的尺寸有所不同。
总结
SPHC和SPCC作为一般用铁系板材,是非常常用的材料种类。两者在使用时的大体区别是,当你想保持低价格时选择SPHC;而当你想制造薄而高精度的产品时选择SPCC。建议充分了解这两种材料的基本特性,并在设计中活用它们