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什么是冲压用金属板材料按生产工艺?
浏览: 发布日期:2019-03-15

1.热轧板

 

热轧板是一种优质碳素钢,碳质量分数为0.10%~0.25%,属于低碳钢。按其厚度规格,分为薄板和中厚板。厚度小于4mm的称为薄板,厚度为4~20mm的称为中板,厚度为20~60mm的称为厚板。用于冲压生产的热轧板厚度一般≤16mm,深冲压一般≤8mm。热轧板表面质量可分为FA和FB两个级别。热轧板的表面处理可采用酸洗表面和非酸洗表面两种方式。热轧钢板没有冷轧钢板的组织结构,所以它的冲压成形性能不如冷轧钢板。另一方面,热轧钢板的厚度和性能波动性大,对冲压过程也是不利的。除了材料化学成分外,其晶粒大小排列也影响它的强度和n值。

 

常见的冲压用非酸洗表面热轧板多为优质碳素结构钢材质。优质碳素结构钢是碳质量分数小于0.8%的碳素钢,这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少,力学性能较为优良。按含碳量不同可分为三类:低碳钢(ωc≤0.25%)、中碳钢(ωc=0.25%~0.6%)和高碳钢(ωc>0.6%)。按含锰量不同分为正常含锰量(ωMn0.25%~0.8%)和较高含锰量(ωMn0.70%~1.20%)两组,后者具有较好的力学性能和加工性能。此类板多应用于汽车、航空工业及其他部门。该类钢的牌号有沸腾钢08F、10F、15F;镇静钢08、08Al、10、15、20、25、30、35、40、45、50。

 

热轧酸洗板是以优质热轧薄板为原料,经酸洗机组去除氧化层、切边、精整后,表面质量和使用要求(主要是冷弯成形或冲压性能)介于热轧板和冷轧板之间的中间产品,是部分热轧板和冷轧板理想的替代产品。常用牌号为SPHC、SPHD、SPHE。

 

2.热处理板

 

对热轧板进行热处理以获得所需要的组织和性能。常见的热处理工艺有正火(常化)、调质(淬火+回火、正火+回火)、高温回火、退火等,通常以正火处理最为普遍。

 

3.热轧形变热处理板

 

降塑性变形同热处理有机结合在一起,获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法,称为形变热处理(Thermo-mechanical Treatment),采用形变热处理生产的热轧板称为热轧形变热处理板。

 

4.冷轧板

 

冷轧板卷是以热轧卷为原料,在室温下在再结晶温度以下进行轧制而成的,包括板和卷。与热轧板相比,钢板的表面质量好、尺寸精度高,产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求,如电磁性能、深冲性能等。冷轧板的力学性能比较差,以及硬度太高,所以要经过退火工艺,消除加工硬化及内部缺陷,并赋予钢板一些特殊的使用性能,例如深冲性、导磁性等。冲压冷轧板的常用牌号有:Q195、Q215、Q235、Q275、08、08F、10、10F、SPCC、St1208A1、SPCD、SPCE、St13、St14、St15。

 

5.涂镀层板

 

为防止钢板制件在使用中发生腐蚀,在冷轧和热轧后,经电镀或在450~500益的耐腐蚀金属溶液中进行热浸,然后制成表面处理钢板。由于它是在冶金工厂完成表面涂层的卷材,可供用户直接加工成产品,所以也称为预涂卷材。根据基材和涂镀工艺的不同,分为热镀锌板、热镀锌铁合金板、热镀锌铝合金板、电镀锌板、电镀锌铁合金板、电镀锌镍合金板、镀锡板、电镀铬薄钢板、彩涂钢板。

 

(1)热镀锌板  热镀锌板是厚度为0.25~2.5mm的冷轧连续热镀锌薄钢板和钢带,钢带先通过火焰加热的预热炉,烧掉表面残油,同时在表面生成氧化铁膜,再进入含有H2、N2混合气体的还原退火炉加热到710~920℃,使氧化铁膜还原成海绵铁,表面活化和净化了的带钢冷却到稍高于熔锌的温度后,进入450~460℃的锌锅,利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理,以提高耐白锈性。由于具有锌铁合金层,因此具有电镀锌无法比拟的强耐蚀性和很强的耐磨性。常用牌号有Zn100-PT、Zn200-SC、Zn275-JY、SGCC、SGCD1、SGCD2、SGCD3、St01Z、St02Z、St03Z、St04Z、St05Z。

 

(2)热镀锌铁合金板  钢带出锌浴炉后,进入合金化炉处理,使镀层形成锌铁合金镀层。钢板表面无锌花且粗糙,涂装性良好,焊接性佳,适用于制造汽车、家电等。

 

(3)热镀锌铝合金板  采用连续熔融镀层工艺把锌—铝合金液镀覆到钢板表面。具有良好的耐久性及耐热性;与镀锌钢板相比,寿命更长、耐热性好;在高温下更不容易变色,加工性能和喷涂性能相近。按镀层中铝含量的不同,分为两种,55%铝锌板(含质量分数为55%的Al、质量分数为43.4%的Zn和质量分数为1.6%的Si)和5%铝锌板(含质量分数为5%的Al及少量的稀土,其余为Zn)。

 

(4)电镀锌板  利用电解,在钢板表面形成均匀、致密、结合良好的锌金属沉积层。电镀锌的锌镀层较厚,结晶细致,均匀且无孔隙,耐蚀性良好。锌镀层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等,美观大方,具有一定的装饰性。常用牌号有SECC(原板SPCC)、SECD(原板SPCD)、SECE(原板SPCE)

 

(5)电镀锌铁合金板  按镀层中铁的质量分数分为高铁含量和低铁含量两种,0.4%~0.8%为低铁,3%~25%为高铁,前者比后者应用更广泛。锌铁合金层的耐蚀性是纯锌层的5~20倍,硬度为110~130HV,在汽车和家电制造业中得到广泛应用。

 

(6)电镀锌镍合金  锌质量分数为80%~90%,镍质量分数为10%~20%,盐雾试验效果可达2000h以上,是普通电镀锌的5~10倍。

 

(7)镀锡板  英文缩写为SPTE,是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带,通常厚度≤0.6mm。锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。有一定的强度和硬度,成形性好,易焊接,表面光亮,印制图画可以美化商品。主要用于食品罐头工业,其次用于化工油漆、油类、医药等包装材料。镀锡板按生产工艺分为热镀锡板和电镀锡板。

 

(8)电镀铬薄钢板(ElectrolyticChromium Coated Steel,ECCS)  将冷轧薄钢板在铬酐的水溶液中进行阴极还原,在钢板表面形成一层极薄的金属铬和水合氧化物铬膜的产品。由于金属铬层有很强的钝化能力,因而镀铬板具有较高的化学稳定性和耐蚀性。价格低,涂料附着力强,可达镀锡板的3~4倍以上;耐温性好,可采用高温烘烤,从而提高涂印生产的效率;耐硫性好,可防止硫化斑的产生,用于鱼、肉和部分含硫罐头,不易变黑。但在耐蚀性、美观方面不如镀锡板。

 

(9)彩涂钢板  在连续机组上以冷轧带钢、镀锌带钢(电镀锌和热镀锌)为基板,经过表面预处理(脱脂和化学处理),用辊涂的方法,涂上一层或多层液态涂料,再经过烘烤和冷却所得的板材即为涂层钢板。由于涂层可以有各种不同的颜色,习惯上把涂层钢板称为彩涂钢板。依基板和涂层的不同,主要有以下几种。

 

1)冷轧基板彩涂钢板。由冷轧基板生产的彩色板,具有平滑美丽的外观,且具有冷轧板的加工性能;但是表面涂层的任何细小划伤都会把冷轧基板暴露在空气中,从而使划伤处很快生成红锈。因此这类产品只能用于要求不高的临时隔离措施和作为室内用材。

 

2)热镀锌彩涂钢板。把有机涂料涂覆在热镀锌钢板上得到的产品即为热镀锌彩涂钢板。热镀锌彩涂钢板除具有锌的保护作用外,表面上的有机涂层还起了隔绝保护、防止生锈的作用,使用寿命比热镀锌板更长。

 

3)热镀铝锌彩涂钢板。采用热镀铝锌钢板作为彩涂基板(55%铝锌板和5%铝锌板)。

 

4)电镀锌彩涂钢板。用电镀锌板为基板,涂上有机涂料烘烤所得的产品为电镀锌彩涂钢板,由于电镀锌板的锌层薄,该产品不适合使用在室外制作墙、屋顶等。但因其具有美丽的外观和优良的加工性能,因此主要应用于家电、音响、家具、室内装潢等。

 

5)彩涂印刷钢板(Printed SteelSheet)。彩涂印刷钢板也称为印刷钢板,在热浸镀锌钢板或电镀锌钢板上先涂上一层油,烘烤后,再以照相凹版印刷或胶版印刷等方式,印刷出油墨图案,然后涂上清漆经烘烤而成,主要用途为装饰品。

 

6)彩涂贴皮钢板(Laminated SteelSheet)。在底材上先涂烤一层粘结剂,再将PVC或者PVF材质的薄膜与底材压合,属于最高级彩涂产品,美观、耐用。

 

7)涂层压花钢板(Film-EmbossedSheet)。在镀锌板上涂以PVC的溶胶,经烘烤后,利用压花滚轮在薄膜上压出花纹。应用于建筑物、室内装潢和家具等。

 

8)金属压花钢板(Metal-EmbossedSheet)。金属底板被压出凹凸的图纹,具有优良立体感,应用于室内装潢。

 

本文节选自中国锻压协会“冲压技术丛书”《冲压技术基础》。本书主要介绍冲压制造技术中新的综合性的共性基础内容。重点介绍冲压变形基础理论、冲压用金属板材、冲压工艺、冲压模具、冲压数值模拟与模具数字化制造、省力与近均匀冲压技术、冲压设备和冲压生产设施。