金属板带材的使用特点有:①表面积大,故包容覆盖能力强,在化工、容器、建筑、金属制品、金属结构等方面都得到广泛应用。②可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构件,使用灵活方便,在汽车、航空、造船及拖拉机制造等部门占有极其重要的地位。③可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件,故称为万能钢材。
金属板带材
宽厚比很大的矩形断面金属材。
- 英文名称
- metal plate and strip
- 所属学科
- 冶金工程
钢板带品种规格繁多,按材料种类分为钢、铜和铝板带材等,每类又可按尺寸规格、材料及用途细分为很多种。以板带钢为例,按产品尺寸规格一般可分为厚板(包括中板和特厚板)、薄板和极薄带材(箔材)3类。中国一般称厚度在4毫米以上者为中厚板(其中4~20毫米者为中板,20~60毫米者为厚板,60毫米以上者为特厚板);0.2~4毫米者为薄板;0.2毫米以下者为极薄带钢或箔材。箔材最薄达0.001毫米,而特厚板可厚至500毫米以上,最宽可达5000毫米。金属板带材的这种分类各国的习惯有所不同,如日本规定3~6毫米为中板,6毫米以上为厚板。板带钢按用途又可分为:结构制造业用板,如桥梁板、锅炉板、压力容器板等;交通运输业用板,如汽车板、造船板、机车制造用板等;机器制造业用板,如各种冲压件、焊接件及机械加工成的零件用板;电工钢板,制造电机、变压器等用的硅钢板;焊管及冷弯型钢用板;金属制品工业用板,如日用品制造及食品包装用板;特殊用途钢板,如装甲板、不锈钢板、耐热钢板、耐酸钢板、复合钢板等。此外,按表面处理方法不同还可分为镀锡钢板、镀锌板、涂层板等。
根据金属板带材用途的不同,其技术要求也各不一样,但基本包括以下4个方面。
①高的尺寸精度。尺寸精度主要是厚度精度,因为它不仅影响到使用性能及连续自动冲压后步工序,而且在生产中的控制难度较大。此外厚度偏差对节约金属影响也很大。板带钢由于宽厚比很大,厚度一般很小,厚度的微小变化势必引起其使用性能和金属消耗的巨大波动,故在板、带钢生产中应高精度轧制以及按负公差轧制。
②良好的板形。板形要平坦,无浪形、瓢曲。例如,对普通中厚板,其每米长度上的瓢曲度不得大于15毫米,优质板不大于10毫米,对普通薄板原则上不大于20毫米。板带愈薄,其不均匀变形的敏感性愈大,保持良好板形的难度也就愈大。板形的不良来源于变形的不均匀,而变形的不均又导致厚度的不均,因此板形的好坏与厚度精度也有直接的关系。
③高表面质量。板带钢是单位体积表面积最大的一种钢材,又多用作外围构件,故必须保证其表面的质量。无论是厚板还是薄板,表面皆不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮等缺陷。因为这些缺陷不仅损害板制件的外观,而且损害性能或成为产生破裂和锈蚀的发源地,成为应力集中的薄弱环节。例如,硅钢片表面的氧化铁皮和表面的光洁度就直接损害磁性;深冲钢板表面的氧化铁皮会使冲压件表面粗糙甚至开裂,并使冲压工具迅速磨损。
④性能要好。板带钢的性能要求主要包括力学性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。一般结构钢板只要求具备较好的工艺性能,例如冷弯和焊接性能等,而对力学性能的要求不很严格。对于重要用途的结构钢板,除要有良好的工艺性能、一定的强度和塑性以外,还要求保证一定的化学成分,良好的焊接性能、常温或低温的冲击韧性,或一定的冲压性能、一定的晶粒组织以及各向组织的均匀性等。
主要用轧制方法生产,包括热轧、冷轧和温轧方式。①热轧是在再结晶温度以上进行的轧制,通常在热轧带钢机组上进行。热轧以板坯(主要为连铸坯)为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过冷却至设定温度,由卷取机卷成钢带卷。冷却后的钢带卷,根据用户的不同需求,经过不同的精整作业线(平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等)加工成为钢板、平整卷及纵切钢带产品等。②冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制,通常采用常温状态。生产工序一般包括原料准备、酸洗、轧制、脱脂、退火(热处理)、精整等。③温轧是在金属或合金常温组织发生回复的温度以上、再结晶温度以下的范围内进行的轧制。温轧一般在冷轧设备上进行。在进入轧制变形区之前用感应加热器将工件加热到200~400℃,然后进行轧制。温轧的延伸率为冷轧的2~3倍。温轧适用于加工在常温条件下塑性低、屈服强度高、变形抗力大、不适合采用冷轧的金属和合金。也用来加工那些虽可冷轧,但生产效率低、轧程多、能耗大的金属和合金,如轧制铁铝合金、不锈钢板等。
板带材的生产具有以下特点:①采用平辊轧出,产品规格改变较简单,调整操作方便,易于实现全面计算机控制和进行自动化生产。②带钢的形状简单,用量大,可成卷生产,能够采用高速度的连轧工艺。③由于宽厚比和表面积都很大,故生产中轧制力很大,可达数百万至数千万牛顿,因此轧机设备复杂庞大,对产品厚、宽尺寸精度,板形以及表面质量的控制变得困难和复杂。
条目图册
扩展阅读
- 王占学.塑性加工金属学.北京:冶金工业出版社,1991.
- 王廷溥,等.现代轧钢学.北京:冶金工业出版社,2014.