轧制钢板的用途、种类、特点 SPHC(热轧钢板) 、SPCC(冷轧钢板)
发布日期: 2023-09-13
轧制钢板究竟是怎样的材料?本文中将对轧制钢板的特点、轧制钢板中常见的SPHC(热轧钢板)和SPCC(冷轧钢板)进行说明。
在对特定种类进行说明前,首先说明一下轧制钢板整体的定义和特点。
轧制钢板的特点
所谓轧制钢板,顾名思义,就是“轧制”制作的“钢板”。其特点在于价格较为低廉,适合折弯加工。因为是板状材料,适合于冲压、钣金加工,多用于不承担机械强度的外部装饰和罩类等。
轧制(rolling)是金属塑性加工的一种,是使用旋转的2个以上的辊一边挤压材料一边拉伸的加工。类似于使用擀面杖将乌冬面、荞麦面的面团擀平。能够改变辊的间隔来变更板厚,还可以立体配置多个辊,制作例如轨道那样的独特的剖面。因为是使用辊连续地加工名为扁钢坯的钢板,所以其特点是能够高速加工具有相同剖面形状的连续的部件。轧制中,除了板材、名为条钢的棒材、钢管外,还能制作H形、L形剖面的型钢。这种加工方法与制作产品本身相比,用于制作加工所使用的材料的情况更多。
轧制根据加工的温度大致分为两种。热轧和冷轧。
热轧是以高于再结晶温度的温度进行加工的方法。在处理轧制钢材的铁系材料时,通常在900℃~1200℃的温度下进行加工。热轧的优点有如下几点。
• 由于金属材料在高温之下,因此能以较小的力进行轧制
• 由于是在高温下压扁材料,因此晶体结构稳固,能够获得韧性强的材料
• 由于是以高于再结晶温度的温度进行加工,因此不会引发加工硬化另一方面,还有如下缺点。
• 加热材料需要成本和能源
• 由于材料高温,与空气中的氧结合,从而在表面形成氧化膜
• 会经过热膨胀和收缩,因此尺寸精度略微下降
冷轧是在室温、常温的环境下轧制加工金属的方法。虽说是常温下的加工,但因为在加工时产生的热会使温度上升,所以并非所加工的金属也是常温的。目标是温度在600℃以下。冷轧具有如下优点。
• 无需加热用的设备
• 能够得到光滑且有光泽的表面
• 尺寸精度比热轧高
另一方面,冷轧具有如下缺点。
• 因为是在常温下加工,加工需要较大的力
• 可能出现加工硬化,此时需要退火等热处理
上述内容汇总如下表所示。
热轧 | 冷轧 | |
加工温度 | 900℃~1200℃ | 常温 |
加工性 | ◯ | △ |
尺寸精度 | △ | ◯ |
表面 | 氧化膜 | 光滑 |
加工后热处理 | 不需要 | 需要 |
另外,还有处于热轧和冷轧中间的名为温轧的方法。是在约600℃~900℃的中间区域实施的轧制,是一种弥补了两者缺点的方法。但是用得并不很多。
轧制钢板是指在轧制中对钢进行轧制而加工成板状。轧制钢板根据轧制的温度大致分为两种,实施热轧的叫做热轧钢板(SPHC),实施冷轧的叫做冷轧钢板(SPCC)。
热轧加工的SPHC是具有怎样性质的材料?在此介绍一下SPHC的特点和用途。
特点
SPHC(steel plate hot commercial)被称为热轧钢板。有时简称为HOT(热板)。顾名思义就是使用热轧制作的钢板。因为是轧制钢板的通用板材,所以价格较为低廉,适合折弯加工,这是其一大特点。由于是分类为普通用途而非机械构造用途的材料,因此强度比结构用钢SS400等小。在热轧时形成的氧化膜(氧化皮)被称为“黑皮”,覆盖钢板的表面。黑皮保护SPHC免于腐蚀、受伤,但不具有涂装、电镀般的可靠性。
用途
SPHC被分类为普通用途而非机械构造用途。因此在承担结构体的强度那样的场合一般不使用。因不确保强度,故最好避免用于与安全性、可靠性相关的部位。另一方面,因易于折弯加工等,而广泛用于车体、电气设备的壳体等。由于材料价格较为低廉,适合制作外部装饰、罩类等较大的部件。
SPHC具有哪些优点、缺点?
优点
• 价格低廉且容易获得
• 可加工性优异,尤其适合折弯加工
是广泛流通的通用材料,因此容易得到,这是其一大特点。与同为轧制钢板的冷轧钢板相比,价格更便宜。其特点在于材料柔软,适合加工,特别是适合钣金加工、压制加工等折弯加工。是一种适合于不太要求强度的电气设备的壳体等的材料。
缺点
• 拉伸强度比SS400等小
• 由于被黑皮覆盖,因此外观不好
材料的拉伸强度不太大。因此被分类为普通用途而非结构用钢。不适合制作要求强度的机械、结构物的强度部件。此外被热轧时形成的氧化膜(黑皮)覆盖,因此外观发黑。色泽感觉类似没有施加特殊涂层的铁制平底锅等。由于不太美观,因此用于外部装饰时会进行涂装或使用其他材料。
SPHC都实施怎样的加工?下面介绍一下代表性的加工。
折弯加工
因为是柔软的板状材料,所以适合于折弯加工。也能够进行切削等去除加工,但更多地使用钣金加工中的激光切割、冲切。
表面处理
SPHC基本上是在实施涂装等表面处理后使用。在被氧化皮覆盖的状态下,涂装性不太好,因此通常会去掉氧化皮后再进行涂装。去除氧化皮的方法有各种,常见的有名为酸洗处理的使用酸的方法。SPHC中完成了酸洗处理的材料称为SPHC-P。
冷轧加工了的SPCC是具有怎样性质的材料?在此介绍一下SPCC的特点和用途。
特点
SPCC(Steel Plate Cold Commercial)是冷轧钢板。也被称为轧制材料、冷板、冷轧材料。是对SPHC(热轧钢板)进行酸洗,冷轧制成的。表面光滑且有光泽,外观与“铁板”的感觉接近。由于是对SPHC进一步轧制制造的,基本上都比SPHC薄。虽然与其他材料相比价格较为低廉,但成本比SPHC高。柔软,成型性和可加工性优异,也适合于拉深等加工。表面没有膜,因此容易生锈,通常以涂敷了油的状态流通。加工后必须进行电镀、涂装等表面加工。
用途
SPCC的拉伸强度与SPHC无异。但是其比SPHC薄,因此不适合作为结构用部件。除了作为垫片那样较薄的部件的材料外,还多用于汽车车体、建筑材料等。可能铁制的较薄的罩类的印象也较强烈。
SPCC具有怎样的优点和缺点呢?
优点
• 表面美观
• 可加工性优异,容易成型
• 材料的精度高
• 价格较为低廉,容易得到
SPCC的延展性比SPHC好,具有高度的可加工性。而且成本比SPHC高,但与不锈钢等钢板相比,价格低廉,且容易入手。
缺点
• 易氧化,需要表面处理
SPCC是极易氧化的材料。当然不适合长期保存,操作方面也需要注意。到货后需要立即加工,必须实施涂装、电镀等表面处理。
SPCC都实施怎样的加工?下面介绍一下代表性的加工。
折弯加工、拉伸加工
是薄而柔软的板状材料,因此适合折弯、拉伸等加工。由于可加工性优异,也能够进行各种加工。
表面处理
SPCC基本上都需要进行表面处理。材料原有状态下极易生锈,因此会实施涂装、电镀等防锈处理再使用。表面光滑,因此装饰性优异,通过涂装、电镀等能够获得非常漂亮的外观。
下面对以上介绍的SPHC和SPCC的规格进行总结。
机械性质
SPHC和SPCC的机械性质如下表所示。两者的拉伸强度都差不多。
材料 | 拉伸强度 (N/mm2) |
伸长率(%) | |||||
板厚 1.2mm以上且 小于1.6mm |
板厚 1.6mm以上且 小于2.0mm |
板厚 2.0mm以上且 小于2.5mm |
板厚 2.5mm以上且 小于3.2mm |
板厚 3.2mm以上且 小于4.0mm |
板厚 4.0mm以上 |
||
SPHC | 270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) |
伸长率(%) | ||||||
板厚 0.25mm以上且 小于0.30mm |
板厚 0.30mm以上且 小于0.40mm |
板厚 0.40mm以上且 小于0.60mm |
板厚 0.60mm以上且 小于1.0mm |
板厚 1.0mm以上且 小于1.6mm |
板厚 1.6mm以上且 小于2.5mm |
板厚 2.5mm以上 |
||
SPCC | 270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的物理性质如下表所示。SPHC的物理性质没有数据。
密度 | 杨氏模量 | 热膨胀系数 | 热传导率 | 电阻 |
g/cm3 | N/mm2 | (0~100℃)10-6/K | W/(m・K) | μΩ・㎝ |
7.87 | 206,000 | 11.7 | 73.3 | 13 |
SPHC和SPCC的标准尺寸如下表所示。
种类 | 材料符号 | 形状 | 单位 | 标准尺寸 |
冷轧钢 钢板 |
SPCC | 钢板 | t | 0.4, 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 |
SPHC、SPCC是极常用的普通用铁系板材。粗略区分使用方法为,想降低价格时选择SPHC,想制作薄且精度高的产品时,选择SPCC。了解材料的基本性质,灵活运用到设计中吧。