常用沖壓金屬材料及表面處理

1、設(shè)設(shè) 計計 一一 課課 課課 內(nèi)內(nèi) 交交 流流講講 師：南慶偉師：南慶偉主題：常用金屬材料主題：常用金屬材料及表面處理及表面處理講講 解解 內(nèi)內(nèi) 容容一、常用金屬材料種類：一、常用金屬材料種類：各種鋼板、不銹鋼板、鋁板、銅板 其中鋼板（包括帶鋼）的分類： 1、按厚度分類：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2、按生產(chǎn)方法分類：（1）熱軋鋼板（2）冷軋鋼板 3、按表面特征分類:（1）鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）（2）鍍錫板（3）復(fù)合鋼板（4）彩色涂層鋼板 我們通常所說的沖壓鋼板板材，多是指薄鋼板（帶）；而所謂的薄鋼板，是指板材厚度小于4mm的鋼板，它分為熱軋板和冷軋板。熱軋，是以板坯（主

2、要為連鑄坯）為原料，經(jīng)加熱后由粗軋機組及精軋機組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設(shè)定溫度，由卷取機卷成鋼帶卷。冷卻后的鋼帶卷，根據(jù)用戶的不同需求，經(jīng)過不同的精整作業(yè)線（平整、矯直、橫切或縱切、檢驗、稱重、包裝及標(biāo)志等）加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產(chǎn)品。簡單來說，一塊鋼坯在加熱后（就是電視里那種燒的紅紅的發(fā)燙的鋼塊）精過幾道軋制，再切邊，矯正成為鋼板，這種叫熱軋。 冷軋：用熱軋鋼卷為原料，經(jīng)酸洗去除氧化皮后進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降，因此沖壓性能將惡化，只能用于簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料

3、，因為熱鍍鋅機組均設(shè)置有退火線。軋硬卷重一般在613.5噸，鋼卷在常溫下，對熱軋酸洗卷進行連續(xù)軋制。硬軋板由于沒有經(jīng)過退火處理，其硬度很高（HRB大于90），機械加工性能極差，只能進行簡單的有方向性的小于90度的折彎加工（垂直于卷取方向）。 簡單來說，冷軋板，就是在熱軋板卷的基礎(chǔ)上加工軋制出來的。一般來講是熱軋-酸洗-冷軋這樣的加工過程。 由于冷軋板是在常溫狀態(tài)下由熱軋板加工而成，雖然在加工過程因為軋制也會使鋼板升溫，盡管如此，人們還是稱由這種生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的鋼板叫冷軋板。由于熱軋板經(jīng)過連續(xù)冷變型而成的冷軋板，在機械性能比較差，硬度太高。必須經(jīng)過退火才能恢復(fù)其機械性能，所以我們通常所使用的冷

4、軋板都是有經(jīng)過退火處理的，因此硬度相對熱軋板要低一些，而韌性比熱軋板要好一些，表面質(zhì)量也好得多！沒有經(jīng)過退火的叫軋硬卷，軋硬卷一般是用來做無需折彎，拉伸的產(chǎn)品。一、一、 冷軋板冷軋板1 1、冷軋普通薄鋼板、冷軋普通薄鋼板冷軋薄鋼板是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡稱，俗稱冷板。它是由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進一步冷軋制成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，尺寸精度高，再加之退火處理，其機械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋薄鋼板，在許多領(lǐng)域里，特別是家電制造領(lǐng)域，已逐漸用它取代熱軋薄鋼板。適用牌號：Q195、Q215、Q235、Q275；符號：Q普通碳素結(jié)構(gòu)鋼屈服點

5、（極限）的代號，它是“屈”的第一個漢語拼音字母的大小寫；195、215、235、255、275分別表示它們屈服點（極限）的數(shù)值，單位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235鋼的強度、塑性、韌性和焊接性等綜合機械性能在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼中屬最了，能較好地滿足一般的使用要求，所以應(yīng)用范圍十分廣泛。 2、 冷軋優(yōu)質(zhì)薄鋼板冷軋優(yōu)質(zhì)薄鋼板同冷軋普通薄鋼板一樣，冷軋優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板也是冷板中使用最廣泛的薄鋼板。冷軋優(yōu)質(zhì)碳素薄鋼板是以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼為材質(zhì)，經(jīng)冷軋制成厚度小于4mm的薄板。適用牌號：08、08F、10、10F符號：08、10鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的含碳量，以平均碳含量100表示；F不脫氧的沸

6、騰鋼；b半鎮(zhèn)靜鋼，Z一般脫氧的鎮(zhèn)靜鋼（有時無字母表示）。 例如：08F表示其平均含碳量為0.08%的不脫氧沸騰鋼；由于08F鋼板的塑性好，沖壓性能也好，大多用來制造一般有拉延結(jié)構(gòu)的鈑金件制品。拉延級別：Z最深拉延級，S深拉延級，P普通拉延級表面質(zhì)量：高級的精整表面、較高級的精整表面、普通的精整表面 3、 深沖壓用冷軋薄鋼板深沖壓用冷軋薄鋼板深沖壓冷軋薄鋼板多半用鋁脫氧的鎮(zhèn)靜鋼，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。由于它的塑性非常好，具有優(yōu)良的深拉延特性，所以被廣泛用于需要比較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的深拉延的制品上。適用牌號：08A1符號：08-鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的含碳量，以平均碳含量100表示；A1-使用鋁脫氧的鎮(zhèn)靜

7、鋼。表面質(zhì)量：-特別高級精整表面，-高級精整表面，-較高級精整表面；拉延性能級別：ZF-可拉延最復(fù)雜件，HF-可拉延很復(fù)雜件，F(xiàn)-可拉延復(fù)雜件。 4、 日本冷軋?zhí)妓乇′摪迦毡纠滠執(zhí)妓乇′摪暹m用牌號：SPCC、SPCD、SPCE符號：S-鋼（Steel）、P-板（Plate）、C-冷軋（cold）、第四位C-普通級（common）、D-沖壓級（Draw）、E-深沖級（Elongation）熱處理狀態(tài)：A退火、S-退火+平整、8（1/8）的硬質(zhì)、4（1/4）的硬質(zhì)、2（1/2）的硬質(zhì)、1硬質(zhì)。拉延性能級別：ZF用于沖制拉延最復(fù)雜的零件，HF用于沖制拉延很復(fù)雜的零件，F(xiàn)用于沖制拉延復(fù)雜的零件。表面加

8、工狀態(tài)：D麻面（軋輥經(jīng)磨床加工后噴丸處理），B光亮表面（軋輥經(jīng)磨床精加工）。表面質(zhì)量：FC高級的精整表面，F(xiàn)B較高級的精整表面。狀態(tài)、表面加工狀態(tài)、表面質(zhì)量代號、拉延級別（僅對SPCE）、產(chǎn)品規(guī)格及尺寸、外形精度（厚度和/或?qū)挾取㈤L度、不平度）。 我國與上述我國與上述日本日本的標(biāo)準(zhǔn)鋼板牌號近似對照的標(biāo)準(zhǔn)鋼板牌號近似對照表表（見表（見表1） 二、熱軋板二、熱軋板用于沖壓生產(chǎn)的熱軋板厚度一般16mm，深沖壓一般8mm。熱軋板表面質(zhì)量可分為FA和FB兩個級別。熱軋板表面處理方式可采用酸洗表面和非酸洗表面兩種方式。常見的沖壓用非酸洗表面熱軋板多為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是含碳小于0.8%的碳

9、素鋼，這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結(jié)構(gòu)鋼少，機械性能較為優(yōu)良。按含碳量不同可分為三類：低碳鋼（C0.25%）、中碳鋼（C為0.25-0.6%）和高碳鋼（C0.6%）。按含錳量不同分為正常含錳量（含錳0.25%-0.8%）和較高含錳量（含錳0.70%-1.20%）兩組，后者具有較好的力學(xué)性能和加工性能。此類板多用于汽車、航空工業(yè)及其他部門。其鋼的牌號為沸騰鋼：08F、10F、15F；鎮(zhèn)靜鋼：08、08AL、10、15、20、25、30、35、40、45、50。25及25以下為低碳鋼板30及30以上為中碳鋼板。 熱軋酸洗板是以優(yōu)質(zhì)熱軋薄板為原料，經(jīng)酸洗機組去除氧化層，切邊，精整后，表面

10、質(zhì)量和使用要求（主要是冷彎成型或沖壓性能）介于熱軋板和冷軋板之間的中間產(chǎn)品，是部分熱軋板和冷軋板理想的替代產(chǎn)品。與熱軋板相比，酸洗板的優(yōu)勢主要在于：1）表面質(zhì)量好，由于熱軋酸洗板去除了表面氧化鐵皮，提高了鋼材的表面質(zhì)量，便于焊接、涂油和上漆。2）尺寸精度高，平整后，可使板型發(fā)生一定變化，從而減少不平度的偏差。3）提高了表面光潔度，增強了外觀效果。4）能減少用戶分散酸洗造成的環(huán)境污染。與冷軋板相比，酸洗板的優(yōu)勢在于在保證表面質(zhì)量使用要求的前提下，使用戶有效的降低采購成本。目前，許多企業(yè)對鋼材的高性能、低成本提出越來越高的要求。隨著軋鋼工藝技術(shù)不斷進步，熱軋薄板的性能正向冷軋板接近，使“以熱代冷”

11、在技術(shù)上得以實現(xiàn)?？梢哉f，酸洗板是介于冷軋板和熱軋板之間的性能價格比比較高的一種產(chǎn)品，有著良好的市場發(fā)展前景。但是從目前看，酸洗板在我國各個行業(yè)的使用才剛剛起步，專業(yè)的酸洗板生產(chǎn)從2001年9月寶鋼酸洗生產(chǎn)線投產(chǎn)開始。 酸洗板市場主要體現(xiàn)在以下四個方面：替代冷軋、替代熱軋、替代進口和替代小酸洗。其中替代進口和小酸洗實際上是已有的市場，市場有限也不可能完全替代。而隨著汽車、機械、輕工等行業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)面臨這市場競爭帶來的巨大的壓力，對產(chǎn)品成本和產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提高，酸洗板以其較高的性價比完全替代部分冷板和熱板，必將逐漸為用戶所認(rèn)可。酸洗熱軋板表面可以涂油防銹處理。日本的熱軋板牌號通常表示為：

12、SPHC首位S為鋼Steel的縮寫，P為板Plate的縮寫，H為熱 Heat的縮寫，C為商業(yè)Commercial的縮寫，整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。 SPHD表示沖壓用熱軋鋼板及鋼帶； SPHE表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。三三 熱鍍鋅薄鋼板熱鍍鋅薄鋼板1、連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板、連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡稱鍍鋅板或白鐵皮，是厚度0.252.5mm的冷軋連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板和鋼帶，鋼帶先通過火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜，再進入含有H2、N2混合氣體的還原退火爐加熱到710920，使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化和凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進入450460的鋅鍋

13、，利用氣刀控制鋅層表面厚度。最后經(jīng)鉻酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。 鋼板表面美觀、有塊狀或樹葉狀鍍結(jié)晶花紋，且鍍層牢固，有優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能，同時，鋼板還有良好的焊接性能和冷加工成型性能。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，主要用于要求耐腐蝕性較強的扳金件。適用牌號：Zn100-PT、Zn200-SC、Zn275-JY結(jié)構(gòu)分類代號：Z-正常鋅花：按正常冷卻速度結(jié)晶而獲得的鋅花，可作一般用途：X-小鋅花：冷卻速度經(jīng)特殊控制，鋅花尺寸小于正常鋅花，適于涂漆和正常鋅花達不到要求的其他場合；GZ-光整鋅花：小鋅花經(jīng)過光整處理，適于深沖和超深沖加工及表面粗糙度要求低的場合。加工性能代號：PT-普通用途

14、、JY-機械咬合、SC-深沖、CS-超深沖、JY-結(jié)構(gòu)。加工性能代號：PT-普通用途、JY-機械咬合、SC-深沖、CS-超深沖、JY-結(jié)構(gòu)。鋅層重量代號：Z100、Z200、Z275；鍍鋅層重量是指鋼板兩面含鋅的總量，以每平方米鋼板上含鋅克數(shù)表示（g/m2），如Z100表示其含鋅量不小于100g/m2。 2、日本熱浸鍍鋅薄鋼板日本熱浸鍍鋅薄鋼板適用牌號：SGCC、SGCD1、SGCD2、SGCD3鋅層代號：Z12、Z18、Z20、Z22、Z25、Z27符號：S-鋼（Steel）、G-冷軋（Cold）、第四位C-普通級（common）、D-沖壓（Draw）；1、2-沖壓級、3-深沖級；Z-鍍鋅層

15、（Zine）、12，27-鋅附著量10g/m2 四、電鍍鋅薄鋼板四、電鍍鋅薄鋼板1、連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板、連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板指電鍍鋅作業(yè)線上在電場作用下，鋅從鋅鹽的水深液中連續(xù)沉積到預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼帶表現(xiàn)上得到表面鍍鋅層的過程。適用牌號：DX1、DX2、DX3、DX4鋅層代號：14、28、42、56、70，其兩位數(shù)表示鋅在鋼板表面的附著量（g/m2）。符號：D-電鍍、X-鋅、1-商品級、2-沖壓級、3-深沖壓、4-結(jié)構(gòu)級。軋制精度代號：A-高級精度，B-普通精度。表面處理代號：P-磷酸鹽處理，C-鉻酸處理，O-涂油，N-耐指紋處理。 2、日本電鍍鋅薄鋼板、日本電鍍鋅薄鋼板適用牌號：SECC（原

16、板SPCC）、SECD（原板SPCD）、SECE（原板SPCE）鋅層代號：E8、E16、E24、E32符號：S-鋼（Steel）、E-電鍍（Electrodeposition）、C-冷軋（Cold）、第四位C-普通級（common）、D-沖壓級（Draw）、E-深沖級（Elongation）。鋅層代號：E-電鍍鋅層，8、16、24、32表示鋅附著量，單位為g/m2，鍍層厚度（單面）1.4、4.2、7.0。表面處理代號：C-鉻酸系處理、O-涂油、P-磷酸系處理、S-鉻酸系處理+涂油、Q-磷酸系處理+涂油、M-不處理。五、電鍍錫板五、電鍍錫板 電鍍錫薄鋼板和鋼帶，也稱馬口鐵，英文縮寫為SPTE，是

17、指兩面鍍有商業(yè)純錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶，通常厚度0.6mm。錫主要起防止腐蝕與生銹的作用。它將鋼的強度和成型性與錫的耐蝕性、錫焊性和美觀的外表結(jié)合于一種材料之中，具有耐腐蝕、無毒、強度高、延展性好的特性，可用作罐頭的包裝材料，電纜內(nèi)外護皮，儀表電訊零件，電筒等小五金。 六、不銹鋼板六、不銹鋼板耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕

18、性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達到1.2左右時，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜），可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為：1、鐵素體不銹鋼。含鉻1230。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高 ，耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。2、奧氏體不銹鋼。含鉻大于18，還含有 8左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點，并具有超塑性。4、馬氏體不銹鋼。強度高，但塑性和可焊性較

19、差。5、沉淀硬化型不銹鋼。具有有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中應(yīng)用。按成分可分為Cr系（SUS400）、CrNi系（SUS300）、CrMnNi（SUS200）及析出硬化系（SUS600）。鐵金屬表面處理：鐵金屬表面處理：表面電鍍處理：表面電鍍處理：電鍍是表面處理很普遍被採用的方式，為耐蝕、耐磨或裝飾等用途，在金屬或非金屬表面上，利用電氣沉積金屬的表面技術(shù)。 鋼鐵化學(xué)鎳處理：鋼鐵化學(xué)鎳處理： 鋼鐵化學(xué)鎳處理亦稱為無電鍍鎳處理無電鍍鎳處理，適合廣泛用以取代傳統(tǒng)的電鍍鎳處理，運用在各種鐵金屬表面之防銹、防蝕處理，並且能增加被處理物表面的美觀，提高價值感

20、。鋼鐵化學(xué)鎳處理的原理乃利用溶液化學(xué)還原反應(yīng)而在金屬表面生成一鍍膜。 其主要特點為： 處理後之金屬的表面平滑，耐蝕、耐磨且複雜形狀的被處理物，亦可得到均勻的鍍層膜。 硬度達HRC51以上，熱處理可達硬度HRC70，予以取代鍍硬鉻。 膜厚可要求在5至數(shù)條內(nèi)。 附著力佳，且可鍍在鐵、鋼、銅、鋁、ABS膠或陶瓷上。 磨擦係數(shù)僅為0.03為硬鉻的1/3，與鑄鐵相同。 成本高昂，溶液壽命短。 與電鍍鎳比較之優(yōu)缺點如下： 優(yōu)點：皮膜孔隙少且厚度均勻，厚度較薄但比較硬，可以用在非導(dǎo)材料。 缺點：沉積速度慢，含有磷硼化合物，融點較低且較脆。 鋁陽極氧化處理：鋁陽極氧化處理： 將鋁質(zhì)物品放在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐校瑢⒔饘傥锲缝蛾枠O，通過電流使鋁的表面得到一層做為保護的氧化膜，其化學(xué)變化大致如下：2Al + 3 O Al2O3 + 能量1 1粉體塗裝介紹：粉體塗裝介紹： 粉體塗裝是將樹脂磨成粉狀作為原料，利用靜電正負(fù)相吸原理，被塗物帶負(fù)電，粉體塗料噴出時帶正電而吸附於被塗物，再經(jīng)焙烤爐200C烘烤5-10 分鐘，使粉體塗料熔化後附著於被塗物上。粉體塗裝的優(yōu)粉體塗裝的優(yōu)/ /缺點：缺點： a. a. 公害少，危險性低公害少，危險性低: :因為粉體塗裝不含有機溶劑,可減少操作人員有機溶劑中毒及避免火災(zāi)。b. b. 密著性好密著性好: :因為溶劑型塗料在塗膜成型