常用冲压材料有哪些?钢板分类及用途全解析

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常见的冲压原料包括:多种钢板、高品质不锈钢板、轻质铝板、导电铜板等,以及众多其他类型的非金属板材。

常用冲压材料有哪些?钢板分类及用途全解析

其中钢板(包括带钢)的分类:

1、按厚度分类:(1)薄板(2)中板(3)厚板(4)特厚板

2、按生产方法分类:(1)热轧钢板(2)冷轧钢板

依据外观属性进行划分,包括:首先,镀锌材料,具体分为热浸镀锌和电镀锌两种;其次,镀锡材料;再者,由多层金属复合而成的钢板;最后,带有彩色涂层的钢板。

根据其使用目的进行划分,具体包括:桥梁专用钢板、锅炉用钢板、船舶制造钢板、装甲防护钢板、汽车制造钢板、屋顶覆盖钢板、建筑结构钢板、电气工程用钢板(硅钢片)、弹簧制造钢板以及其他类别;若需了解汽车冲压模具材料的相关信息,可参阅《汽车冲压模具材料简析》一文。

我们通常所说的冲压钢板,主要指的是薄钢板,也就是厚度在4毫米以下的钢板;这种薄钢板又可以分为热轧板和冷轧板两种类型。

热轧工艺,其原料主要是板坯,尤其是连铸坯,经过加热处理,再由粗轧机组和精轧机组加工成带钢。经过精轧最后一步的轧机后,热钢带需经过层流冷却至指定温度,随后被卷取机卷制成钢带卷。这些冷却完成的钢带卷,会根据客户的具体需求,经过一系列精整作业,如平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装以及标识等,最终加工成钢板、平整卷和纵切钢带等不同产品。简而言之,经过加热处理(就像电视中看到的烧得通红且滚烫的钢锭)并经过数道轧制工序,随后进行切割和校正,最终形成钢板,这一过程被称为热轧。

冷轧过程以热轧钢卷为起始材料,经过酸洗处理以去除氧化层,然后进行连续的冷轧操作。冷轧完成后得到的轧硬卷,由于连续的冷变形作用,导致材料的冷作硬化现象,使得其强度和硬度有所提升,而韧性和塑性指标则相应降低。因此,这种轧硬卷的冲压性能会变差,仅适用于那些需要简单变形的零部件。此外,轧硬卷还可以作为热镀锌厂的原材料,这是因为热镀锌生产线通常配备了退火设备。轧制硬卷的重量通常介于6至13.5吨之间,在常温条件下,对热轧酸洗的钢卷进行连续轧制作业。硬轧板未经退火处理,硬度显著(HRB值超过90),其机械加工性能极差,仅能进行方向性明确且角度小于90度的简单折弯加工(加工方向垂直于卷取方向)。

简而言之,冷轧板是通过在热轧卷材的基础上进行进一步的轧制工艺制作而成。通常情况下,其生产流程包括热轧、酸洗以及冷轧这三个主要步骤。

冷轧板是在常温条件下,通过热轧板加工制造而成。尽管在加工过程中,轧制会导致钢板温度上升,但人们依然将采用此工艺生产的钢板称为冷轧板。这种由热轧板连续冷变型得到的冷轧板,其机械性能相对较弱,硬度也相对较高。要恢复其机械性能必须进行退火处理,因此,我们日常所用的冷轧板都经过了这一步骤,导致其硬度相较于热轧板有所降低,但韧性却更为出色,表面质量也显著提升。未经过退火的称为轧硬卷,这类材料通常用于制造那些不需要弯曲或拉伸的制品。

一、冷轧板

1、冷轧普通薄钢板

冷轧薄钢板,通常简称为冷板,指的是一种以普通碳素结构钢为原料,通过热轧钢带冷轧工艺加工而成的产品。这种钢板的特点是厚度通常小于4毫米。在常温条件下进行轧制,未生成氧化铁皮,这使得冷板表面质量上乘,尺寸精度极高。加之经过退火处理,其机械性能和工艺性能均超越了热轧薄钢板。在众多领域,尤其是家电制造领域,冷板已经开始逐步替代热轧薄钢板。

适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275;

Q235代表的是普通碳素结构钢屈服点(极限)的标识,取自“屈”字汉语拼音的首字母大小写形式;其屈服点(极限)的数值分别为195、215、235、255、275,单位为兆帕MPa(N/mm2);鉴于Q235钢在普通碳素结构钢中具有优异的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能,能够充分满足常规使用需求,因此其应用领域极为广泛。

2、冷轧优质薄钢板

冷轧优质碳素结构钢薄钢板,与冷轧普通薄钢板相似,同样是冷板中应用最为广泛的薄钢板类型。这种薄钢板由优质的碳素结构钢制成,经过冷轧工艺加工,其厚度控制在4mm以下。

适用牌号:08、08F、10、10F

钢号前两位数字代表钢的碳含量,具体数值为平均碳含量乘以100;F代表未经过脱氧处理的沸腾钢;b代表半镇静钢;Z代表常规脱氧的镇静钢,有时该字母可能省略。

08F代表的是一种平均碳含量为0.08%的不脱氧沸腾钢;这种钢板因其优异的塑性和良好的冲压性能,通常被广泛应用于制造具有拉延结构的钣金件产品。

拉延级别:Z—最深拉延级,S—深拉延级,P—普通拉延级

表面品质:Ⅰ级——上乘的精细表面处理、Ⅱ级——较为上乘的精细表面处理、Ⅲ级——常规的精细表面处理。

3、深冲压用冷轧薄钢板

深冲压冷轧薄钢板通常采用铝脱氧处理以达到镇静状态,这类材料属于优质的碳素结构钢。因其卓越的塑性,它具备了出色的深拉延性能,因此,它在制造那些结构较为复杂的深拉延产品方面得到了广泛应用。

适用牌号:08A1

钢号的前两位数字代表该钢种的平均碳含量,计算方式为碳含量乘以100;而A1则指代采用铝脱氧工艺生产的镇静钢。

表面品质:一为极其高级的精整表面,二为高级精整表面,三为较为高级的精整表面。

拉延性能等级分别为:ZF级适用于最复杂的可拉延部件,HF级适用于较为复杂的可拉延部件,F级适用于一般的可拉延部件。

4、日本冷轧碳素薄钢板

适用牌号:SPCC、SPCD、SPCE

S-钢,P-板,C-冷轧,第四位C-普通级,D-冲压级,E-深冲级。

热处理状态分别为:A型为退火处理,S型为退火加平整处理,8型代表(1/8)硬质度,4型代表(1/4)硬质度,2型代表(1/2)硬质度,1型则为完全硬质。

拉延性能等级分为:适用于冲制极为复杂的拉延零件的ZF级,适用于冲制较为复杂的拉延零件的HF级,以及适用于冲制复杂拉延零件的F级。

表面处理状况:D类为粗糙表面,是通过磨床加工后进行喷丸处理得到的;B类则为光滑表面,是经过磨床的精细加工所形成。

表面质量分为FC级高级精整和FB级较高级精整。需关注的状态包括加工状态、表面质量代号以及拉延级别(仅适用于SPCE),同时还要考虑产品规格、尺寸以及外形精度(涉及厚度、宽度、长度和不平度)。

5、德国冷轧碳素薄钢板

本产品适用于以下牌号:12号、13号、14号、15号以及14号-T型。

ST-钢系列包括:12号普通级冷轧薄钢板、13号冲压级冷轧薄钢板、14号深冲级冷轧薄钢板、15号特深冲级冷轧薄钢板以及14-T号超级冷轧薄钢板。

表面质量:FC-高级的精整表面,FB-较高级的精整表面。

表面结构:b-特别光滑、g-平滑、m-无光泽、r-粗糙。

6、俄罗斯冷轧碳素薄钢板

适用牌号:CT-3kП、08kП、08ПC

符号:CT-普通钢、kП-沸腾钢、ПC-镇静钢。

产地:俄罗斯

7、我国与上述三个国家的标准钢板牌号近似对照(见表1)

二、热轧板

在冲压生产中,所使用的热轧板厚度通常不超过16毫米,而进行深冲压时,其厚度通常不超过8毫米。热轧板的表面质量可以划分为FA和FB两个不同的等级。至于表面处理,可以选择酸洗处理或者非酸洗处理两种不同的方法。

通常,用于冲压的非酸性清洗表面热轧板以优质碳素结构钢为主。这种优质碳素结构钢的含碳量低于0.8%,其硫、磷含量及非金属夹杂物含量均低于一般的碳素结构钢,因而机械性能更佳。根据含碳量的不同,优质碳素结构钢可以分为低碳钢(含碳量不超过0.25%)、中碳钢(含碳量在0.25%至0.6%之间)以及高碳钢(含碳量超过0.6%)。根据锰含量的不同,可分为两组:一组为正常含锰量(锰含量在0.25%至0.8%之间),另一组为较高含锰量(锰含量在0.70%至1.20%之间)。较高含锰量的钢材在力学性能和加工性能方面表现更佳。这类板材广泛应用于汽车、航空工业等领域。在钢材牌号方面,沸腾钢有08F、10F、15F等;而镇静钢则有08、08AL、10、15、20、25、30、35、40、45、50等多种。25及25以下为低碳钢板30及30以上为中碳钢板。

热轧酸洗板,由上乘的热轧薄板制成,经过酸洗机组去除氧化层,再进行切边和精整处理,其表面品质及满足的使用需求(尤其是冷弯成型或冲压性能)处于热轧板与冷轧板之间的水平,成为一种介于两者之间的理想产品,可作为部分热轧板和冷轧板的理想替代品。相较热轧板,酸洗板的主要优势有: