机械工程材料分为钢铁材料(黑色金属)、非铁金属(有色金属)和非金属材料三大类别。
由于冲压加工主要以金属板料为对象,因此,本章主要介绍冲压生产中常用的各种金属板料在成分、力学性能方面的特点与实用知识,供冲压技术人员参照。至于非金属板料及它们的冲压性能问题,只作基本知识性简述。
本节主要介绍冲压加工中常用的金属板、带材的标准及规格。
1.钢板、钢带[1-4]
(1)钢铁产品牌号表示方法 国家标准规定,钢铁产品牌号表示方法总原则是:钢铁产品的命名采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法表示。一些常见化学元素及相应符号为:
铁Fe碳C
铬Cr镍Ni
硅Si锰Mn
铝Al磷P
钨W钼Mo
钒V钛Ti
铜Cu硼B
钴Co氮N
铌Nb钽Ta
钙Ca锕Ac
稀土RE铍Be
常用钢号表示方法的一些例子见表1-4-1。
(2)尺寸规格 其规格见表1-4-2~表1-4-11。
表1-4-1 常用钢号表示方法举例
表1-4-2 钢板品种与常用规格举例
表1-4-3 钢带品种及常用规格举例
表1-4-4 轧制薄钢板的尺寸(GB/T 708—2006)(单位:mm)
(续)
表1-4-5 钢板厚度允差(GB/T 708—2006)(单位:mm)
表1-4-6 热轧厚钢板的尺寸(GB/T 709—2006)(单位:mm)
表1-4-7 钢板的理论质量
表1-4-8 碳素钢热轧钢带尺寸(GB/T 3524—2005)
表1-4-9 碳素钢冷轧钢带的分类(GB/T 716—1991)
表1-4-10 碳素钢冷轧钢带尺寸(GB/T 716—1991)
表1-4-11 钢带的厚度与允许偏差(GB/T 716—1991)(单位:mm)
(3)性能规格
1)碳素结构钢。
①冶炼方法和适用范围。
a.钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼,除非需方有特殊要求,并在合同中注明,冶炼方法一般由供方自行决定。
b.碳素结构钢钢材适用于一般结构件和工程用金属构件,钢材品种为热轧钢板、型钢,可供焊接、铆接、栓接构件用。一般在供应状态下使用。
②牌号表示方法和代号。
a.牌号表示方法。钢的牌号由代表屈服强度的字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。
例如:Q235—AF
b.符号的表示意义。
Q钢材屈服强度“屈”字汉语拼音首位字母;
A、B、C、D分别为质量等级代号;
F沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母;
b半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母;
Z镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母;
TZ特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音首位字母。
在牌号组成表示方法中,“Z”与“TZ”代号予以省略。
③尺寸、外形、重量及允许偏差。钢材的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定。
④牌号和化学成分、力学性能(GB/T 700—2006)见表1-4-12~表1-4-14。
⑤交货状态。钢材一般以热轧(包括控轧)状态交货。根据需方要求,经双方协议,也可以正火处理状态交货(A级钢材除外)。
2)深冲冷轧薄钢板。深冲冷轧薄钢板属于优质碳素钢,其主要牌号有08Al、08F、08、10、15、20号钢6种。它们的化学成分及力学性能指标见表1-4-15~表1-4-17。表中,Z—最深拉深级;S—深拉深级;P—普通拉深级。
表1-4-12 碳素结构钢的化学成分(GB/T 700—2006)
①Q235A、B级沸腾钢Mn含量上限为0.60%。 ②沸腾钢w(Si)不大于0.07%,半镇静钢w(Si)不大于0.17%,镇静钢w(Si)下限值为0.12%。
注:1.钢中残余元素Cr、Ni、Cu的质量分数均不大于0.30%,如供方能保证,可不作分析。 2.氧气转炉钢的w(N)应不大于0.008%。
表1-4-13 碳素结构钢的力学性能指标(GB/T 700—2006)
注:1.牌号Q195的屈服强度仅供参考,不作为交货条件。 2.进行拉伸或弯曲试验时,钢板、钢带应取横向试样,伸长率允许较上表降低1%(绝对值),型钢应取纵向试样。
表1-4-14 碳素结构钢的冷弯试验指标(GB/T 700—2006)
表1-4-15 深冲冷轧薄钢板的化学成分(质量分数,%)
表1-4-16 深冲冷轧薄钢板的力学性能(GB 13237—1991)
表1-4-17 深冲冷轧薄板的杯突试验值(GB/T 13237—1991)
(续)
(4)标记方法
1)优质碳素结构钢钢板(带)。
①冷轧薄钢板及钢带:GB/3237-1991。
a.分类。
a)按表面质量分:I(高级的精整表面)、Ⅱ(较高级的精整表面)、Ⅲ(普通的精整表面)组。
b)按拉深级别分:Z(最深拉深级)、S(深拉深级)、P(普通拉深级)三级。
c)按边缘状态分:Q(切边)、BQ(不切边)两种。
d)按轧制精度分:A(较高精度)、B(普通精度)两种。
b.采用标准:技术条件按GB/T 13237—1991:品种规格按GB/T 708-2006,化学成分按GB/T699-1999。
c.标记示例:标准号GB/T 13237-1991、钢号08、尺寸1mm×1250mm×2000mm、轧制精度B级、表面质量Ⅱ组、拉深级别S级的钢板,标记为:
②热轧薄钢板及钢带:GB/T 710-2008。
a.分类。
a)按表面质量分:内容同1)①a。,
b)按拉深级别分:内容同1)①b。
c)按边缘状态分:内容同1)①c。
d)按轧制精度分:内容同1)①d。
b.采用标准:技术条件按GB/T 710-2008,品种规格按GB/T 709-2006,化学成分按GB/T699-1999。
c.标记示例:标准号GB/T 710—2008、牌号10、尺寸2mm×1250mm×2000mm、轧制精度B级、表面质量Ⅱ组、拉深级别P级的热轧薄钢板,标记为:
③热轧厚钢板及宽钢带:GB/T 711-2008。
a.分类。
a)按边缘状态分:内容同1)①c。
b)按轧制精度分:内容同1)①d。
b.采用标准:技术条件按GB/T 711 2008.品种规格按GB/T 709-2006,化学成分按GB/T699-1999.
c.标志示例:标准号GB/T 711-2008、牌号10、尺寸Smm×1250mm×2000mm、轧制精度B级的热轧厚钢板,标记为:
2)碳素结构钢钢板及钢带。
①冷轧薄钢板:GB/T 11253-2007。
a.分类。
a)按边缘状态分:内容同1)①c。
b)按轧制精度分:内容同1)①d。
b.采用标准:技术条件按GB/T 11253-2007,品种规格按GB/T 708-2006,化学成分按GB/T700-2006。
c.标记示例:标准号GB/T 11253 2007、牌号Q195、尺寸1mm×1250mm×2000mm、轧制精度B级的冷轧薄钢板,标记为:(www.xing528.com)
②热轧薄钢板及钢带:GB/T 912-2008
a.分类。
a)按边缘状态分:内容同1)①c。
b)按轧制精度分:内容同1)①d。
b.采用标准:技术条件按GB/T 912-2008,品种规格按GB/T 709-2006,化学成分按CB/T 700-2006。
c.标记示例:标准号GB/T 912-2008、牌号Q195、尺寸1mm×1250mm×2000mm、轧制精度B级的热轧薄钢板,标记为:
③热轧厚钢板及钢带:GB/T 3274-2007。
a.分类。
a)按边缘状态分:内容同1)①c。
b)按轧制精度分:内容同1)①d。
b.采用标准:技术条件按GB/T 3274-2007,品种规格按GB/T 709-2006,化学成分按GB/T 700-2006。
c.标记示例:标准号CB/T 3274-2007、牌号Q195、尺寸5mm×1250mm、轧制精度B级的热轧厚钢板,标记为:
3)深冲压用冷轧薄钢板及钢带:GB/T5213-2008.
①牌号。
a.牌号表示法:牌号南代表“深冲”的汉语拼音字母“SC”和代表“冲压级别顺序号”的“1、2、3”表示,如SC1。
b.品种分:SC1(深冲压用)、SC2和SC3(超深冲压用)。
②分类。
a.按拉深级别分:对SC1的拉深级别分为ZF(最复杂拉深)、HF(很复杂拉深)、F(复杂拉深);SC2和SCE不分。
b.按边缘状态分:EC(切边)、EM(不切边)。
c.按尺寸精度分:PT·A(普通厚度精度)、PT·C(高级厚度精度)。
d.按不平度分:PF·A(普通精度)、PF·C(高级精度)。
e.按表面结构分:D(麻面)、B(光亮表面)。
f.按表面质量分:FB(较高级的精度表面)、FC(高级的精度表面)。
③标记示例:牌号SC1、尺寸1.OOmm×1500mm×2000mm、尺寸精度PT.A级、不平度PF.C级、表面质量FB级、拉深级别ZF的切边钢板,标记为:
钢板SCl-1.0×1500×2000-PT·A-PE·C-FB-ZF-GB/T 5213—2008
简化为:钢板SCl-1-PT·A-PF·C-FB-ZF-GB/T5213
4)宝钢产轧制钢板及钢带(宝钢企业标准代号Q/BQB)。
①Q/BQB 402-2003冷连轧碳素钢板及钢带。
a.分类。
a)按用途分:SPCC(一般用);SPCD(冲压用);SPCE(深冲用)。
b)按表面质量分:FB(03)(较高级精整表面);FC(04)(高级精整表面);FD(05)(超高级.精整表面)。
c)按表面结构分:D(麻面);B(光亮表面)。,
d)按边缘状态分:EC(切边);EM(不切边)。
e)按尺寸精度分:PT·A(普通厚度精度);PT·B(高级厚度精度);PW·A(普通宽度精度);PW·B(高级宽度精度);PL·A(普通长度精度);PL·B(高级长度精度)。
f)按不平度精度分。PF·A(普通不平度精度);PF·B(高级不平度精度)。
g)按热处理种类分。S(退火及平整);8(1/8硬质);4(1/4硬质);1(硬质)。
h)其他:除SPCC无保证期外,其余均有不同期限的保证期(不出现拉伸应变痕)。
b.标记示例。
a)钢板:标准号Q/BQB 402-2003,牌号SPCC,热处理种类为退火及平整(S),表面结构为麻面(D),表面质量为FB(03)级,切边(EC)钢板,厚度2.0mm,PT·B级精度,宽度1250mm,PW·B级精度,长度2000mm,PL·B级精度,不平度为PF·B级,其标记为:
钢板
b)钢带:标准号Q/BQB 402—2003,牌号SPCC,热处理种类为退火及平整(S),表面结构为麻面(D),表面质量为FB(03)级,切边(EC)钢板,厚度2.0mm,PT·B级精度,宽度1250mm,PW·B级精度,其标记为:
钢板
②Q/BQB 403—2003冷连轧低碳钢板及钢带。
a.分类。
a)按用途分:DD01(st12)(一般用);DD03(st13)(冲压用);DD04(st14、st15)(深冲用):DD05(BSC2)(特深冲用);DD06(st16、st14-T、BSC3)(超深冲用)。
b)~g)与1)a、b)~g)同。
h)其他:所有牌号的钢板均有不同期限的保证期(不出现拉伸应变痕)。
b.标记示例与1)的②类似。
③Q/BQB 408—2003冲压用冷连轧钢板及钢带。
a.分类。
a)按用途分:BLC(一般用);BLD(冲压用);BUS-DC(深冲用);BUFD(特深冲用);BSUFD(超深冲用)。
b)~g)与1)①b)~g)类似。
h)其他:除BLC无保证期外,其余牌号均有不同期限的保证期(不出现拉伸应变痕)。
b.标记示例与①的b.类似。
④Q/BQB 302—2003冷成型用热连轧钢板及钢带
a.分类。
a)按用途分:SPHC、DD11(stw22)(一般用);SPHC、DD12(stw23)(冲压用);SPHC、DD13(stw24)(深冲用)。
b)按表面质量分:FA(普通级表面)、FB(较高级表面)。
c)按边缘状态分:EC(切边);EM(不切边)。
d)按轧制精度分:PT·A(普通厚度精度);PT·B(较高级厚度精度)。
e)按表面处理分:酸洗表面;非酸洗表面。
f)按产品类型分:热轧钢带,热轧钢板;热轧纵切钢带。
b.标记示例。
a)热轧钢板:标准号Q/BQB 302—2003,牌号为SPHC的热轧非酸洗表面钢板,厚度2.0mm,PT·A级精度,宽度1250mm,切边(EC),长度2000mm,其标记为:
Q/BQB 302—2003,SPHC热轧钢板,2.0×1250(EC)2000。
b)热轧酸洗钢带:标准号Q/BQB 302—2003,牌号为SPHC的热轧酸洗表面、涂油钢带,表面质量级别FB,厚度2.0mm,PT·B级精度,宽度1250mm,切边(EC),钢卷内径610mm,其标记为:
Q/BQB 302—2003,SPHC热轧酸洗带,FB,2.0(PT·B)×1250(EC)×C卷内610。
备注:凡不标注钢带性质、切边状态及尺寸精度级别时均为不切边、表面质量为普通级、厚度尺寸精度为普通级的非酸洗表面钢带。
常用钢板(带)标记示例汇总见表1-4-18。
表1-4-18 常用钢板(带)标记示例汇总
(续)
注:1.序号1~6中,分子为品种规格,分母为技术条件。
2.资料由傅烈钧、徐诗雨高级工程师提供(2005年)。
2.非铁金属板[2-5]
国家标准规定,非铁金属(有色金属)及合金产品牌号的命名,是以代号字头或元素符号的成分数字及顺序结合的方法,来表示产品类别或组别的名称。一些非铁金属和合金名称及其代号为(冶炼产品与加工产品):
铜 Cu T 镁 Mg M
黄铜 — H 镁合金 MB
白铜 — B 镍 Ni N
青铜 — Q 锌 Zn
无氧铜 Tu 铅 Pb
真空铜 Tk 锡 Sn
铝 Al L 锑 Sb
硬铝 LY 金 Au
锻铝 LD 银 Ag
防锈铝 LF 镉 Cd
超硬铝 LC 钛 Ti TA、TC
特殊铝 LT 轴承合金 Ch
表1-4-19为常用非铁金属及其合金牌号表示方法的例子。一些非铁金属及其合金的供货状态、力学性能指标及尺寸规格见表1-4-20~表1-4-25,国产金、银箔材料的标准及规格见表1-4-26。
表1-4-19 常用非铁金属牌号表示方法举例
表1-4-20 铜板、带材的供应状态
表1-4-21 铝、铜板材的力学性能
表1-4-22 常用航空非铁板材的力学与成形性能
表1-4-23 铝及合金板的厚度、宽度公差(单位:mm)
表1-4-24 铜板厚度尺寸公差(单位:mm)
(续)
表1-4-25 专用非铁金属板(带)新薄材举例
注:资料来源:表中所列生产或使用厂家(1989年)。
表1-4-26 金、银箔国产材料新信息
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