轧制钢板究竟属于何种材料?本文将深入探讨轧制钢板的核心特性,并详细解析其中两种典型代表:SPHC(热轧钢板)与SPCC(冷轧钢板)。
轧制钢板:泛指适用于一般用途的铁质板材
在具体分析特定类型之前,我们首先需要明确轧制钢板的整体定义及其关键特性。
轧制钢板的显著特性
所谓轧制钢板,其名称本身就揭示了其制造工艺——通过轧制工艺制成的钢板。这类材料的主要优势体现在成本效益高且易于进行弯曲加工。作为板状材料,它特别适合冲压和钣金工艺,因此常被应用于对外观装饰要求较高的外壳构件和防护罩等非承重场合。
轧制(rolling)作为一种金属塑性加工技术,是指利用两个或多个旋转的轧辊对材料进行挤压的同时实现拉伸的加工过程。这类似于用擀面杖将乌冬面或荞麦面的面团压平。通过调整轧辊的间隙,可以精确控制板材厚度,同时还可以通过立体排列多个轧辊来制造具有特殊截面形状的部件,例如轨道。由于轧制工艺能够连续加工扁钢坯,因此特别适合大规模生产具有相同截面形状的连续部件。除了板材和条钢(棒材)、钢管外,轧制工艺还能制造H形、L形等特殊剖面的型材。值得注意的是,这种加工方法更多地用于生产加工工具本身,而非最终产品。
轧制工艺根据加工温度可分为两大类:热轧和冷轧。
热轧是指以高于材料再结晶温度的温度进行的加工方法。在处理轧制钢材的铁系材料时,通常在900℃至1200℃的温度范围内进行加工。热轧工艺具有以下几个显著优点:
• 材料在高温状态下具有较好的塑性,因此可以用较小的力量完成轧制• 高温压扁过程中,材料的晶体结构更加稳定,能够获得强度更高的材料• 由于加工温度高于再结晶温度,因此不会引发加工硬化现象另一方面,热轧也存在一些不足之处:
• 加热材料需要消耗额外的成本和能源• 材料在高温下容易与空气中的氧气发生反应,形成氧化膜,影响表面质量• 热胀冷缩效应会导致尺寸精度略有下降
冷轧则是在室温或接近常温的环境下对金属材料进行轧制加工的方法。虽然称为常温加工,但由于加工过程中产生的热量会使材料温度升高,因此实际加工温度通常控制在600℃以下。冷轧工艺具有以下优势:
• 无需额外的加热设备,节省能源和成本• 能够获得表面光滑且具有良好光泽的板材• 尺寸精度高于热轧板材
然而,冷轧也存在一些缺点:
• 由于在常温下进行加工,需要更大的加工力量• 可能会出现加工硬化现象,此时需要通过退火等热处理来消除硬化效应
除了热轧和冷轧之外,还有一种介于两者之间的加工方法,称为温轧。温轧通常在600℃至900℃的温度区间内进行,它是一种能够弥补热轧和冷轧各自缺点的加工方式。然而,温轧工艺的应用并不广泛。轧制钢板是指通过轧制工艺将钢加工成板状的材料。根据轧制温度的不同,轧制钢板主要分为热轧钢板(SPHC)和冷轧钢板(SPCC)两种类型。
经过热轧加工的钢板。何谓SPHC?
热轧工艺制成的SPHC具有哪些独特的性质?接下来我们将详细介绍SPHC的特性及其应用领域。
SPHC的特性
SPHC(steel plate hot commercial)被称为热轧钢板,有时也简称为HOT(热板)。从名称就可以看出,它是由热轧工艺制成的钢板。作为轧制钢板的通用型材,SPHC具有成本低廉且易于弯曲加工的特点。由于它被归类为普通用途而非机械结构用途的材料,因此其强度通常低于SS400等结构用钢。在热轧过程中形成的氧化膜(氧化皮)被称为“黑皮”,它覆盖在钢板的表面。这种黑皮可以起到一定的防腐和保护作用,防止钢板发生腐蚀和损伤,但它并不具备涂装或电镀所要求的表面质量。
SPHC的应用领域
SPHC通常被归类为普通用途而非机械结构用途的材料。因此,在需要承受结构体强度的场合,一般不使用SPHC。由于强度无法得到保证,因此最好避免将其用于与安全性和可靠性相关的部位。另一方面,由于SPHC易于进行弯曲加工等,因此它被广泛应用于汽车车身、电气设备外壳等场合。由于材料成本较低,因此适合制作大型部件,如外部装饰板和防护罩等。
SPHC的优缺点
SPHC具有哪些优点和缺点?
SPHC的优点
• 成本低廉且易于获取• 加工性能优异,特别适合弯曲加工
作为广泛流通的通用材料,SPHC具有易于获取的特点。与冷轧钢板相比,SPHC的价格更为低廉。其另一个显著特点在于材料具有良好的柔韧性,适合进行钣金加工、压制加工等弯曲加工。SPHC特别适用于对强度要求不高的电气设备外壳等应用场合。
SPHC的缺点
• 拉伸强度低于SS400等结构用钢• 由于被黑皮覆盖,外观较差
SPHC的拉伸强度相对较低。因此,它被归类为普通用途而非结构用钢。不适合用于制作要求较高强度的机械或结构部件。此外,由于热轧过程中形成的氧化膜(黑皮)覆盖在表面,因此外观发黑。其色泽类似于未经特殊涂层的铁制平底锅。由于外观不太美观,因此当用于外部装饰时,通常需要进行涂装或使用其他材料。
SPHC常用的加工和表面处理
SPHC通常进行哪些加工?下面我们将介绍一些具有代表性的加工方法。
弯曲加工
由于SPHC具有良好的柔韧性,因此特别适合进行弯曲加工。此外,SPHC也可以进行切削等去除加工,但更多地使用激光切割、冲切等钣金加工方法。
表面处理
SPHC通常需要在表面处理之后才能使用。在氧化皮覆盖的状态下,SPHC的涂装性能较差,因此通常需要先去除氧化皮再进行涂装。去除氧化皮的方法有多种,其中较为常见的是酸洗处理,即使用酸溶液对SPHC进行清洗。经过酸洗处理的SPHC被称为SPHC-P。
经过冷轧加工的钢板。何谓SPCC?
冷轧工艺制成的SPCC具有哪些独特的性质?接下来我们将详细介绍SPCC的特性及其应用领域。
SPHC的特性
SPCC(Steel Plate Cold Commercial)被称为冷轧钢板,有时也被称为轧制材料、冷板或冷轧材料。SPCC是对SPHC(热轧钢板)进行酸洗处理后,再通过冷轧工艺制成的。SPCC的表面光滑且具有良好光泽,其外观与“铁板”的感觉非常接近。由于SPCC是在SPHC的基础上进一步加工制成的,因此其厚度通常比SPHC要薄。虽然与其他材料相比,SPCC的价格相对较高,但其成本仍然低于不锈钢等钢板,且易于获取。SPCC具有良好的柔韧性,成型性能和加工性能优异,特别适合进行拉深等加工。由于表面没有氧化膜的保护,SPCC容易发生氧化生锈,因此通常以涂油状态进行流通。SPCC在加工后必须进行电镀或涂装等表面处理。
SPHC的应用领域
SPCC的拉伸强度与SPHC相当。但由于SPCC的厚度更薄,因此它不适合作为结构用部件。除了作为垫片等较薄的部件外,SPCC还广泛应用于汽车车身、建筑材料等领域。SPCC的印象较为强烈,常用于制作铁制的外部装饰板和防护罩等。
SPHC的优缺点
SPCC具有哪些优点和缺点?
SPHC的优点
• 表面美观• 加工性能优异,易于成型• 材料精度高• 价格相对低廉,易于获取
SPCC具有良好的延展性,具有高度的可加工性。虽然其成本高于SPHC,但与不锈钢等钢板相比,SPCC的价格仍然相对较低,且易于获取。
SPHC的缺点
• 易于氧化,需要表面处理
SPCC是一种易于氧化的材料。因此,它不适合长期保存,在操作过程中也需要特别注意。SPCC在到货后需要立即进行加工,必须进行涂装或电镀等表面处理。
SPHC和SPCC常用的加工和表面处理
SPHC通常进行哪些加工?下面我们将介绍一些具有代表性的加工方法。
弯曲加工、拉伸加工
由于SPHC具有良好的柔韧性,因此特别适合进行弯曲和拉伸等加工。由于加工性能优异,SPHC还可以进行各种其他加工。
表面处理
SPHC通常需要进行表面处理。在原有状态下,SPHC容易发生氧化生锈,因此通常需要进行涂装或电镀等防锈处理。SPHC的表面光滑,因此具有良好的装饰性能,通过涂装或电镀等处理可以获得非常漂亮的外观。
SPHC和SPCC的机械性能
下面我们将对前面介绍的SPHC和SPCC的规格进行总结。
机械性能
SPHC和SPCC的机械性能如下表所示。两者的拉伸强度大致相同。
物理性能SPCC的物理性能如下表所示。SPHC的物理性能没有数据。
SPHC和SPCC的标准尺寸
SPHC和SPCC的标准尺寸如下表所示。
※标准尺寸为参考值。请注意,实际可获得的材料尺寸可能与标准尺寸存在一定差异。
总结
SPHC、SPCC是两种非常常用的普通用铁系板材。它们的使用方法可以根据具体需求进行选择:当需要降低成本时,可以选择SPHC;当需要制作薄而精度高的产品时,可以选择SPCC。了解这些材料的基本性质,并将其灵活地应用于设计中。