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| 薄鋼板 |
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中文名;薄鋼板 特 性;有良好的耐腐蝕性能 性 質;乙類鋼 厚 度;0.5-2MM |
薄鋼板是用熱軋或 冷軋方法生產的厚度在0.2～4mm之間的鋼板。薄鋼板的寬度在500 ～2500mm之間。根據不同的用途，薄鋼板有不同的材質：普通碳素鋼、優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、彈簧鋼、電工用硅鋼等等。它們主要用於汽車工業、航空工業、搪瓷工業、電氣工業、機械工業等部門。薄鋼板有軋後直接交 貨的，還有經過酸洗的（酸洗薄鋼板）、鍍鋅或鍍錫的。
帶鋼實際上是很長的薄板，成卷供應，帶鋼可以在多機架連續式軋機上生產，切成定尺長度後就是鋼板，因此生產率比單張軋制時高。[1]
沖裁是利用沖模使材料分離的一種衝壓工序。沖裁，從廣義上說，是分離工序的總稱，它包括切斷、落料、沖孔、修邊、切口等多種工序。但一般來說，沖裁工藝主要是指落料和衝出成品零件，又可為其他成形工序製備毛坯。
沖裁以後，板料分成兩個部分，即落料部分和帶孑L部分。若沖裁的目的是為了製取一定外形反衝落部分，則這種沖裁工序稱為落料；若為了製取內孔，則稱為沖孔。
根據變形機理的不同，沖裁可以分為普通沖裁和精密沖裁兩類。
彎曲
塑性彎曲乃是壓製成形工序中最為普遍的成形方法之一。彎曲成形的效果，表現為彎曲變形區曲率半徑R和角度x的變化（圖1）
塑性彎曲必須首先經過彈性彎曲的階段。在「材料力學」中我們已經熟知：彈性彎曲時，梁的外區纖維受拉， 內區纖維受壓。拉，壓兩區以中性層為界，中性層恰好通過剖面的重心，其應力應變為零。假定中性層、的曲率半徑為ρ，彎曲角度為α（參看圖1），則距中性層為y處的纖維，其切向應變εθ為
彈性彎曲時，切向應力δθ為
所以材料的變形程度與應力大小，完全取決於纖維至中性層的距離與中性層半徑的比值y/ρ，而與彎曲角度α的大小無關。在彎曲變形區的內、外邊緣，應力應變最大。
對於厚度為t值的板料，當其彎曲半徑為R時，板料邊緣的應力(δθ)max與應變(εθ)max為
假定材料的屈服應力為δs，則彈性彎曲的條件是：
亦即
當
時，彎曲即開始由表及里逐步進入塑性，變形。
拉伸
拉深成型，是把平板凸緣拉入凹模孔內而形成直壁的加工方法。
凸緣的流入，隨着凹模孔輪廓形狀的變形狀態的不同，可分(a)壓縮凸緣流入、(b)平行凸緣流入、(c)伸長凸緣流入三類，(圖2)。
由於拉深零件的形狀尺寸不同，毛坯在變形過程中的應力應變分布也不一樣。故在確定工藝方案、工藝參數和模具設計時，應根據具體情況，進行分析計算，以決定合理的毛坯尺寸和每一工步的幾何參數，模具結構參數和設備型號，才能獲得質量合格的零件。
冷軋薄鋼板
大批量生產中使用最多的就是冷軋鋼板。冷軋薄鋼板的厚度在0.15~3.2mm之間，汽車車身多採用0.6~0.8mm的薄板。這種薄鋼板尺寸精度非常高，表面光滑，具有良好的力學性能和加工性，主要用於車身側圍板、頂蓋、發動機蓋、翼子板、行李箱蓋、車門板和儀錶板等外覆蓋件，這些零件要求材料具有高的成形性能、良好的表面質量和焊接性能。
一般衝壓用薄鋼板
在無間隙原子鋼板（IF鋼）使用以前，汽車覆蓋件都用低碳沸騰鋼板(08F)和鋁鎮靜鋼(08AL)沖制。沸騰鋼由於衝壓成形性能差和容易失效等缺陷現已較少使用。而鋁鎮靜鋼板仍作為衝壓用鋼板大量應用，特別是對於成形要求不高的車身零件，採用鋁鎮靜鋼板仍然占多數。
(1)鋁鎮靜鋼板(08AL)
①鋁鎮靜鋼板的化學成分。08AL作為一種傳統的衝壓鋼板，其強度要求不高，但要求有良好的衝壓成形性能，為此要求鋼板有較高的塑性，鋼板中的合金元素越低越好。
a．碳。碳在一般鋼材中是主要元素，但是在深沖薄板中，它卻是有害元素。鋼中碳的質量分數增加，會使低碳鋼的強度提高而使成形性能降低。因此，我國的GB/T5213-2001中規定深衝壓用鋼的碳質量分數應低於0.08%。
b．錳。錳質量分數高時，使鋼板的強度升高，所以一般鋁鎮靜鋼的錳質量分數應低於0. 4%。
c．硫。硫質量分數對薄鋼板的衝壓性能有不利影響，因此其質量分數越低越好。一般08AL鋼板規定的硫質量分數應低於0.025%。
d．磷。磷元素的作用是顯著提高鋼板強度，除高強度鋼板中提高其含量外，在一般冷軋鋼板中都限制其質量分數，深沖薄板中磷的質量分數低於0. 020qo。
e．硅。硅的作用主要是提高鋼板強度，但會惡化衝壓性能，所以其質量分數越低越好，硅質量分數應低於0. 030%。
f．鋁。鋁加入衝壓用冷軋鋼板中提高其衝壓性能，所以08AL規定鋁質量分數應在0. 02%一0.07%之間。
08AL鋼板屬於低碳鋼，有較好的塑性，合適的強度，具有一定的時效性，在3—6個月內使用時，不能破壞其衝壓性能。
鋁鎮靜鋼結相組織簡單，一般由鐵素體、游離碳化鐵和少量非金屬夾雜物組成，游離的碳化鐵和非金屬夾雜物對鋼板的衝壓性能影響很大，其中以方形夾雜物影響最大，圓形點狀夾雜物影響最小，在衝壓過程中會引起製件開裂。
鐵素體晶粒的大小和晶粒的均勻性對衝壓性能影響也很大，晶粒過小，強度升高而塑性降低，對衝壓性能不利；晶粒過大，衝壓後零件的表面差，會出現桔皮狀表面，晶粒度以7~8級最為理想。若晶粒不均勻，會引起零件整個變形的不均勻性，從而導致開裂。
在沖制複雜零件時，因零件各部位的變形量不同，會在零件表面出現滑移線，嚴重地降低零件的表面質量，這對於汽車的覆蓋件，這種現象是不允許出現的。一般要進行調質軋制處理，消除衝壓中出現的滑移現象。
綜上所述，08AL鋼板適合衝壓強度、表面質量要求不高的、變形均勻的一般零件。而對於深沖件和複雜零件，要慎用。
(2)無間隙原子鋼板（IF鋼板） 汽車車身由衝壓件焊接組成。轎車車身的形狀為了減少空氣阻力和外形美觀而日趨複雜，對鋼板的衝壓性能要求日益提高，因此對影響衝壓成形性能的指標有一定要求，如高的塑性應變比、適當的應變硬化指數、高的伸長率、低的屈服強度，只有符合上述要求的鋼板才能衝出形狀複雜的零件。
以普通沸騰鋼為代表的第一代冷軋鋼板和以鋁鎮靜鋼為代表的第二代冷軋鋼板都難以完全滿足現代轎車衝壓件的要求。已能大規模生產的第三代冷軋無間隙原子鋼（IF鋼板）能滿足上述要求，由IF鋼衍生出的新型鋼板如IFBH鋼、IF高強度鋼、IF鍍層鋼等，再加上雙相鋼（DP鋼）和塑性變形誘導相變鋼（TRIP鋼），使汽車用冷軋鋼板達到了新的水平，基本上滿足了轎車生產的需要。
在低碳鋼中加入足夠數量的鈦後，鋼中的碳、氮間隙原子就完全被鈦固定，形成鈦碳化合物，此時鋼就成為無間隙原子鋼而具有優異的成形性能。因鈦價格昂貴，鋼的生產成本太高，因此無法大批量生產。20世紀60年代後期，真空脫氣技術的成功應用，使得鋼中的碳、氮含量大幅度降低，而減少了鈦的用量，從而降低了IF鋼的生產成本。到了70年代，鋼板生產採用連續退火機組，大大降低了生產成本，又出現了加鈮及複合添加鈦和鈮的IF鋼，擴大了IF鋼的生產和應用。
①IF鋼的化學成分。鋼的化學成分是其性能的基礎，對IF鋼而言，首先是降低對成形性能有害的碳和氮的質量分數，同時加入鈦和鈮。
IF鋼中碳、硅等元素的作用同08A1鋼，鈦和鈮是IF鋼中的重要元素，通過鈦和鈮的處理使固溶體中的間隙原子碳和氮得以清除，從而清除間隙原子的不利影響。工業生產中的超低碳鋼若不經過加鈦和鈮的處理消除間隙原子，其塑性應變比不高，成形性能不好。
工業生產的IF鋼有三種，即單一加Ti的Ti-IF鋼、單一加Nb的Nb-IF鋼和同時加Ti和Nb的複合Ti-Nb-IF鋼。
參考來源