軋制鋼板的用途、種類、特點 SPHC(熱軋鋼板) 、SPCC(冷軋鋼板)

發布日期: 2023-09-13

軋制鋼板究竟是怎樣的材料?本文中將對軋制鋼板的特點、軋制鋼板中常見的SPHC(熱軋鋼板)和SPCC(冷軋鋼板)進行說明。

軋制鋼板是機械加工中的常見材料

 

何謂軋制鋼板。一般用途用的鐵系板材

在對特定種類進行說明前,首先說明一下軋制鋼板整體的定義和特點。

軋制鋼板的特點

所謂軋制鋼板,顧名思義,就是“軋制”制作的“鋼板”。其特點在于價格較為低廉,適合折彎加工。因為是板狀材料,適合于沖壓、鈑金加工,多用于不承擔機械強度的外部裝飾和罩類等。

軋制(rolling)是金屬塑性加工的一種,是使用旋轉的2個以上的輥一邊擠壓材料一邊拉伸的加工。類似于使用搟面杖將烏冬面、蕎麥面的面團搟平。能夠改變輥的間隔來變更板厚,還可以立體配置多個輥,制作例如軌道那樣的獨特的剖面。因為是使用輥連續地加工名為扁鋼坯的鋼板,所以其特點是能夠高速加工具有相同剖面形狀的連續的部件。軋制中,除了板材、名為條鋼的棒材、鋼管外,還能制作H形、L形剖面的型鋼。這種加工方法與制作產品本身相比,用于制作加工所使用的材料的情況更多。

軋制根據加工的溫度大致分為兩種。熱軋和冷軋。

熱軋是以高于再結晶溫度的溫度進行加工的方法。在處理軋制鋼材的鐵系材料時,通常在900℃~1200℃的溫度下進行加工。熱軋的優點有如下幾點。

? 由于金屬材料在高溫之下,因此能以較小的力進行軋制
? 由于是在高溫下壓扁材料,因此晶體結構穩固,能夠獲得韌性強的材料
? 由于是以高于再結晶溫度的溫度進行加工,因此不會引發加工硬化另一方面,還有如下缺點。
? 加熱材料需要成本和能源
? 由于材料高溫,與空氣中的氧結合,從而在表面形成氧化膜
? 會經過熱膨脹和收縮,因此尺寸精度略微下降

冷軋是在室溫、常溫的環境下軋制加工金屬的方法。雖說是常溫下的加工,但因為在加工時產生的熱會使溫度上升,所以并非所加工的金屬也是常溫的。目標是溫度在600℃以下。冷軋具有如下優點。

? 無需加熱用的設備
? 能夠得到光滑且有光澤的表面
? 尺寸精度比熱軋高

另一方面,冷軋具有如下缺點。

? 因為是在常溫下加工,加工需要較大的力
? 可能出現加工硬化,此時需要退火等熱處理

上述內容匯總如下表所示。

熱軋 冷軋
加工溫度 900℃~1200℃ 常溫
加工性 ?
尺寸精度 ?
表面 氧化膜 光滑
加工后熱處理 不需要 需要

另外,還有處于熱軋和冷軋中間的名為溫軋的方法。是在約600℃~900℃的中間區域實施的軋制,是一種彌補了兩者缺點的方法。但是用得并不很多。
軋制鋼板是指在軋制中對鋼進行軋制而加工成板狀。軋制鋼板根據軋制的溫度大致分為兩種,實施熱軋的叫做熱軋鋼板(SPHC),實施冷軋的叫做冷軋鋼板(SPCC)。
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熱軋了的鋼板。何謂SPHC?

熱軋加工的SPHC是具有怎樣性質的材料?在此介紹一下SPHC的特點和用途。

特點

SPHC(steel plate hot commercial)被稱為熱軋鋼板。有時簡稱為HOT(熱板)。顧名思義就是使用熱軋制作的鋼板。因為是軋制鋼板的通用板材,所以價格較為低廉,適合折彎加工,這是其一大特點。由于是分類為普通用途而非機械構造用途的材料,因此強度比結構用鋼SS400等小。在熱軋時形成的氧化膜(氧化皮)被稱為“黑皮”,覆蓋鋼板的表面。黑皮保護SPHC免于腐蝕、受傷,但不具有涂裝、電鍍般的可靠性。

熱軋加工的SPHC是具有怎樣性質的材料?

用途

SPHC被分類為普通用途而非機械構造用途。因此在承擔結構體的強度那樣的場合一般不使用。因不確保強度,故最好避免用于與安全性、可靠性相關的部位。另一方面,因易于折彎加工等,而廣泛用于車體、電氣設備的殼體等。由于材料價格較為低廉,適合制作外部裝飾、罩類等較大的部件。
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SPHC的優缺點

SPHC具有哪些優點、缺點?

優點

? 價格低廉且容易獲得
? 可加工性優異,尤其適合折彎加工

是廣泛流通的通用材料,因此容易得到,這是其一大特點。與同為軋制鋼板的冷軋鋼板相比,價格更便宜。其特點在于材料柔軟,適合加工,特別是適合鈑金加工、壓制加工等折彎加工。是一種適合于不太要求強度的電氣設備的殼體等的材料。

缺點

? 拉伸強度比SS400等小
? 由于被黑皮覆蓋,因此外觀不好

材料的拉伸強度不太大。因此被分類為普通用途而非結構用鋼。不適合制作要求強度的機械、結構物的強度部件。此外被熱軋時形成的氧化膜(黑皮)覆蓋,因此外觀發黑。色澤感覺類似沒有施加特殊涂層的鐵制平底鍋等。由于不太美觀,因此用于外部裝飾時會進行涂裝或使用其他材料。
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SPHC常用的加工、表面處理

SPHC都實施怎樣的加工?下面介紹一下代表性的加工。

折彎加工

因為是柔軟的板狀材料,所以適合于折彎加工。也能夠進行切削等去除加工,但更多地使用鈑金加工中的激光切割、沖切。

表面處理

SPHC基本上是在實施涂裝等表面處理后使用。在被氧化皮覆蓋的狀態下,涂裝性不太好,因此通常會去掉氧化皮后再進行涂裝。去除氧化皮的方法有各種,常見的有名為酸洗處理的使用酸的方法。SPHC中完成了酸洗處理的材料稱為SPHC-P。
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冷軋了的鋼板。何謂SPCC?

冷軋加工了的SPCC是具有怎樣性質的材料?在此介紹一下SPCC的特點和用途。

特點

SPCC(Steel Plate Cold Commercial)是冷軋鋼板。也被稱為軋制材料、冷板、冷軋材料。是對SPHC(熱軋鋼板)進行酸洗,冷軋制成的。表面光滑且有光澤,外觀與“鐵板”的感覺接近。由于是對SPHC進一步軋制制造的,基本上都比SPHC薄。雖然與其他材料相比價格較為低廉,但成本比SPHC高。柔軟,成型性和可加工性優異,也適合于拉深等加工。表面沒有膜,因此容易生銹,通常以涂敷了油的狀態流通。加工后必須進行電鍍、涂裝等表面加工。

冷軋加工了的SPCC是具有怎樣性質的材料?

用途

SPCC的拉伸強度與SPHC無異。但是其比SPHC薄,因此不適合作為結構用部件。除了作為墊片那樣較薄的部件的材料外,還多用于汽車車體、建筑材料等??赡荑F制的較薄的罩類的印象也較強烈。
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SPCC的優缺點

SPCC具有怎樣的優點和缺點呢?

優點

? 表面美觀
? 可加工性優異,容易成型
? 材料的精度高
? 價格較為低廉,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,但與不銹鋼等鋼板相比,價格低廉,且容易入手。

缺點

? 易氧化,需要表面處理

SPCC是極易氧化的材料。當然不適合長期保存,操作方面也需要注意。到貨后需要立即加工,必須實施涂裝、電鍍等表面處理。
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SPCC常用的加工、表面處理

SPCC都實施怎樣的加工?下面介紹一下代表性的加工。

折彎加工、拉伸加工

是薄而柔軟的板狀材料,因此適合折彎、拉伸等加工。由于可加工性優異,也能夠進行各種加工。

表面處理

SPCC基本上都需要進行表面處理。材料原有狀態下極易生銹,因此會實施涂裝、電鍍等防銹處理再使用。表面光滑,因此裝飾性優異,通過涂裝、電鍍等能夠獲得非常漂亮的外觀。
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SPHC和SPCC的機械性質

下面對以上介紹的SPHC和SPCC的規格進行總結。

機械性質

SPHC和SPCC的機械性質如下表所示。兩者的拉伸強度都差不多。

材料 拉伸強度
(N/mm2)
伸長率(%)
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 拉伸強度
(N/mm2)
伸長率(%)
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

 

物理性質
SPCC的物理性質如下表所示。SPHC的物理性質沒有數據。

密度 楊氏模量 熱膨脹系數 熱傳導率 電阻
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的標準尺寸

SPHC和SPCC的標準尺寸如下表所示。

種類 材料符號 形狀 單位 標準尺寸
冷軋鋼
鋼板
SPCC 鋼板 t 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.3, 3.2
熱軋鋼
鋼板
SPHC 鋼板 t (1.2), 1.6, 2.3, 2.6, 3.2, 4.5

※標準尺寸為參考值。注意與容易獲得的材料尺寸會有所不同。
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總結

SPHC、SPCC是極常用的普通用鐵系板材。粗略區分使用方法為,想降低價格時選擇SPHC,想制作薄且精度高的產品時,選擇SPCC。了解材料的基本性質,靈活運用到設計中吧。

 

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