冷轧薄板成型性能研究的内容和方法

冷轧薄板的性能及用途分类综述摘要：冷轧带钢(包括其延伸产品)因其表面美观、加工性能好、尺寸精度高，是应用最广泛的钢材。

目前，社会经济建设和人们日常生活的各个方面都离不开冷轧钢材。

由于冷轧产品种类多、工艺复杂、流程长、技术复杂，其生产是钢铁行业各工序的重点和难点。

冷轧产品是钢铁联合企业生产过程中最终端的产品，其品种、数量、产量和质量水平反映了一个企业钢铁工艺的完整性和市场竞争力。

有人认为冷轧产品的技术和规模反映了一个国家钢铁工业的实力。

关键词：性能；用途；综述；我国虽然在钢铁产量排名靠前，但是对于冷轧板带钢来说，在我国钢材品种中占有的比重较低，也这是目前国家钢铁行业给予关注的重点领域。

冷轧是在再结晶温度之下进行压力加工的一种加工过程，并且伴随着产生了加工硬化。

冷轧一般采用大压力轧制，钢中的晶粒被破坏掉，超过了屈服极限，从而导致加工硬化的产生。

由于冷轧产品的性能稳定，冷轧产品应用广泛，相对于热轧具有光滑的表面，受到较高的关注。

一、冷轧产品的用途与分类冷轧带钢产品与人类的生活息息相关，深入到各个行业、产业当中。

根据其用途主要分为汽车用钢、家电用钢、包装用钢、建筑用钢及电工钢几大方面。

（1）高强度汽车用钢，如具有超深冲性能并无时效问题的IF钢（无间隙原子钢）、具有良好抗凹性能和成型性能的BH钢（烘烤硬化钢）、具有良好抗冲击和疲劳性能的含磷钢以及IS钢（各向同性钢）。

（2）汽车零部件的先进高强钢（AHSS），如DP钢（双相钢）、CP钢（复相钢）、TRIP钢（相变诱导塑性钢）、贝氏体钢以及马氏体钢等。

DP钢将冷轧后的带钢重新加热到两相区，以一定速度冷却，获得铁素体和马氏体（或贝氏体）组织，一般不经过平整轧制也不会出现屈服平台。

TRIP钢在室温下一般为铁素体、贝氏体和少量残余奥氏体的多相组织，变形过程中，残余奥氏体转变为马氏体组织，提高材料强度，一般情况下TRIP钢强塑积可达20 000。

（3）家电彩钢板，用于冰箱、洗衣机、空调、微波炉等其他家电产品的外壳。

让冷轧薄板性能更优良冷轧薄板表面粗糙度形貌是影响板材质量(深冲性能、涂镀性能)的一个重要因素,而板面的形貌是要通过轧辊表面毛化来实现的。

目前冷轧辊毛化技术从表面粗糙度形貌来划分可分为两类：无规则分布毛化和可设定式分布毛化。

近来,汽车和家电工业对外覆件用板要求正朝低粗糙度和高峰值密度方向发展,建筑装饰板也将大量采用新型亚光铝板和不锈钢板以替代玻璃外墙来减少光污染。

以定向高能束流(激光束、电子束)聚焦的可设定式毛化技术就越来越显示出优势。

因此国外专家认为,钢厂必须具备可设定式毛化手段,才能满足用户对冷轧板性能越来越高的需求。

目前激光毛化技术是比较成熟的轧辊可设定式毛化技术,主要有CO2激光毛化和YAG激光毛化两种。

其中CO2激光毛化技术是20世纪80年代由比利时冶金研究中心(CRM)发展起来并申请专利保护。

YAG激光毛化是由中科院力学所20世纪90年代发展起来并获得国家多项专利的技术。

其中发明专利1997年荣获中国专利局和世界知识产权组织联合颁发的“中国专利发明创造金奖”,拥有自主知识产权,在我国进入WTO后,可避开国外专利的限制。

YAG激光毛化具有独创的高重频光波形调控技术和二维设定可控分布毛化技术(二维设定毛化只有电子束才能实现),成倍地提高了光能的利用率,明显提高了整辊毛化的均匀性。

加上YAG激光波长比CO2激光波长短10倍,辊面对其吸收率高,所需激光器功率小。

由于YAG 激光波长短,聚焦光斑小,更利于高密度毛化。

比如在铝箔辊毛化中,其毛化密度超过10×10点/mm2。

YAG激光毛化过程是首先用经过特殊声光调制的高能量密度、高重复频率的脉冲激光束,聚焦照射到作旋转运动的轧辊表面,以形成若干微小熔池,同时吹以一定角度的辅助气体对熔池熔融物挤压造型。

光脉冲作用停止后,微坑熔池金属靠轧辊自身热传导作用迅速冷却（有淬火作用）,形成微坑和坑边环形凸台结构的相变强化点。

与此同时,激光束沿辊轴方向匀速运动,完成轧辑毛化。

冷轧工艺优化在铝合金板材成型性能和显微组织调控中的应用研究冷轧是常见的金属板材加工工艺。

在铝合金板材的生产过程中，冷轧工艺优化对于提高成型性能和显微组织调控起着重要的作用。

本文通过对冷轧工艺优化在铝合金板材成型性能和显微组织调控中的应用研究进行探讨，以期为相关研究和生产提供一定的参考。

首先，冷轧工艺优化可以通过合理的轧制参数设计，来提高铝合金板材的成型性能。

冷轧过程中，轧制力、轧制温度、轧制速度等参数的选择对于成型性能具有重要影响。

通过优化轧制力和轧制温度，可以有效控制板材硬度和强度，提高板材的塑性变形性能。

同时，轧制速度的优化可以减少板材的表面缺陷和拉伸应力，提高板材的平整度和表面质量，降低板材的断裂风险。

因此，通过合理的轧制参数设计，可以提高铝合金板材的成型性能，满足不同成型工艺的要求。

其次，冷轧工艺优化可以通过控制显微组织来调控铝合金板材的性能。

冷轧过程中，显微组织的调控对于铝合金板材的力学性能、热处理行为和腐蚀性能具有重要影响。

通过合理的轧制工艺优化，可以改变铝合金板材的晶粒结构和析出相的分布，进而调控板材的力学性能。

例如，合理的冷轧工艺可以细化铝合金板材的晶粒尺寸，提高板材的强度和塑性。

同时，通过控制轧制温度和轧制力，可以调控板材的析出相形貌和尺寸，改善板材的硬化行为和强化效果。

此外，冷轧过程中的显微组织调控还可以改变板材的腐蚀性能。

例如，通过控制冷轧参数和退火处理，可以提高铝合金板材的耐蚀性和耐氧化性。

冷轧工艺优化在铝合金板材成型性能和显微组织调控方面的应用研究，不仅对于提高铝合金板材的力学性能、热处理行为和腐蚀性能具有重要意义，也对于降低生产成本、提高产品质量和扩大应用范围具有重要价值。

因此，未来的研究可以进一步深入探讨不同冷轧工艺对铝合金板材的影响机制，并通过多学科交叉研究，开发出更加优化的冷轧工艺，以满足铝合金板材不同应用领域的需求。

此外，冷轧工艺优化还可以通过控制板材的成分和显微组织，来调控铝合金板材的性能。

冷轧基础理论知识一、概要冷轧基础理论知识是金属加工领域中的重要组成部分，涉及到金属材料的塑性变形、力学性能和加工技术等方面。

本文旨在介绍冷轧技术的原理、发展历程以及应用领域，概述冷轧过程中的基础理论和关键工艺参数，包括材料选择、设备配置、工艺流程、冷却方式等。

通过学习本文，读者可以了解冷轧技术的核心知识体系，掌握冷轧过程中的基本理论和实际操作技巧，为后续的深入研究和实践打下坚实基础。

本文还将探讨冷轧技术的未来发展趋势，展望其在金属材料加工领域的应用前景。

1. 简述冷轧技术的定义与发展历程。

冷轧技术是一种利用金属板材在常温下的可塑性，通过一系列辊轮对其施加压力进行加工的方法。

其基本过程是在常温下将金属材料进行连续轧制，改变其形状和尺寸，获得所需的厚度、宽度和平整度的金属板材。

与传统的热轧工艺相比，冷轧技术以其优良的加工精度和良好的材料性能得到了广泛的应用。

发展历程上，冷轧技术起始于工业革命时期的欧洲，随着钢铁工业的迅猛发展而逐渐成熟。

早期的冷轧技术主要运用于有色金属的轧制，随着技术的进步，逐渐扩展到黑色金属的轧制领域。

随着材料科学和工艺技术的不断进步，冷轧技术也在不断地发展。

从简单的单机轧制到现代化的连续自动化生产线，从传统的模拟控制到数字化和智能化控制，冷轧技术已经成为现代制造业不可或缺的重要工艺手段。

其发展历程不仅体现了技术的进步，也反映了人类对材料性能的不断追求和探索。

2. 阐述冷轧技术在工业领域中的重要性。

冷轧技术在工业领域中的重要性不言而喻。

随着现代工业的发展，对于材料性能的要求越来越高，而冷轧技术作为一种先进的金属加工技术，能够满足这种高性能的需求。

冷轧过程通过控制金属的塑性变形和再结晶行为，可以显著提高金属的强度和硬度，同时保持良好的韧性和表面质量。

这使得冷轧材料在汽车、航空、建筑、电子等多个行业中得到广泛应用。

在汽车行业，冷轧技术用于生产高质量的钢板和带材，用于制造车身、发动机等关键部件。

冷轧薄板研究报告
冷轧薄板是工业生产中常用的金属材料之一，广泛应用于汽车、航空
航天、建筑等领域的制造中。

本研究报告将从冷轧薄板的制造、性能及应
用等方面进行探讨。

一、制造。

冷轧薄板的制造过程包括原材料准备、热轧、酸洗、钝化、冷轧、切
割等环节。

主要原材料包括低碳钢板、不锈钢板、铝合金板等。

在热轧后，钢板表面会形成氧化皮，通过酸洗和钝化处理，可以去除氧化皮和杂质，
保证冷轧薄板表面光洁、无缺陷。

冷轧过程中，钢板经过多次轧制，厚度
逐渐减小，表面平整度和尺寸精度得到大幅提升。

二、性能。

冷轧薄板具有强度高、耐腐蚀、塑性好、加工性能优良等特点。

其表
面平整度高，尺寸精度好，可以满足高精度的机械加工、冲压成形等生产
需求。

另外，不同材料的冷轧薄板也具有各自的特点，例如不锈钢板具有
抗腐蚀及高温耐性等特点，铝合金板具有轻质及良好的导电性和导热性等
特点。

三、应用。

冷轧薄板广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域的制造中。

其中，
汽车工业主要应用于车身、底盘和发动机等部件制造；航空航天领域主要
应用于飞机、航天器等的制造；建筑领域主要应用于建筑外墙、屋顶等的
制造。

此外，冷轧薄板还可以作为电缆保护层、家具以及日常生活中的厨具、金属器具等。

综上所述，冷轧薄板作为一种重要的工业材料，具有广泛的应用前景。

在未来的研究中，可以继续探索不同原材料的冷轧薄板应用性能，展开更
深入的研究。

浅析影响薄板冲压性能的主要因素技术部胡国红在我们生产的冷轧薄板中，要求成形性能的产品占比越来越大，除门板、门框等普通成形料，许多还要求深度变形。

由于深冲料，超深冲料的附加值较高，所以这也是我们今后在薄板生产上的主攻方向，但是深冲压材料的生产难度比较大，必须保障材料的机械性能和工艺要求。

薄板冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。

我们评价薄板的冲压性能主要借助物理实验，通过拉伸、硬度、杯突及金相等试验方法来综合得出结论。

拉伸实验是评价板材基本力学性能及成形性的主要试验方法，也是目前采用最为普遍的一种方法。

拉伸试验值与冲压成形性能有密切关系的几项主要性能参数为屈服强度、抗拉强度、屈强比、均匀伸长率、拉伸应变硬化指数n值、塑性应变比r值（表示板材各向异性的参数）等。

均匀延伸率是一项常用指标，延伸率越大，材料的胀形性能、弯曲性能、翻边性能就越好；屈服强度越大的材料其成形所需力越大，回弹也越大；抗拉强度值越高，成形力也越大，但在材料与成形性能有关的其他性能大致相同时，抗拉强度越大其综合性能越好；屈强比也是评价性能的一项主要指标，屈强比越小，钢板的成形性能越好。

由于薄板在轧制过程中经历了轧制与退火等工艺，使板材形成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同方向上板材的性能有一定差异。

板材的各向异性对冲压性能有很大影响，r=1时钢板呈各向同性；r＞1时钢板抗厚度变薄的能力强，即r值越高，钢板越难变薄，从而提高了钢板的冲压性能。

在拉伸试验值中，各不同方向上r值的差别表示钢板平面内各向异性的程度，一般用△r表示。

△r=〔（r0+r90）/2〕-r45, △r也称平面各向异性系数（0°表示平行于轧制方向，90°表示垂直于轧制方向，45°表示与轧制方向呈45°角），△r的绝对值越大，板材在平面内的各向异性也越大。

所以对于工艺性能而言∣△r∣越小越好，就深冲用的SPCD料来说，我们一般要求∣△r∣≤0.5 。

家电产品板材的选用(一)我们通常所说的板材，是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。

众所周知，在家电制造领域里，冷轧板以及以冷轧板为原板的镀锌板的用途十分广泛，冰箱、空调、洗衣机、微波炉、燃气热水器等等的零件材料的选用都与它紧密相连。

近年来，国外牌号钢材的大量涌入，丰富了国内钢材市场，使板材选用范围逐步扩大了，这对提高家电产品的制造质量，提供更丰富的款式和外观，起到了显而易见的作用；然而，由于国外的板材型号与我国板材牌号及标记不一致，再加上目前市面上很少有这方面专门介绍的资料和技术书籍，这给如何选用比较恰当的钢板带来了一定的困惑。

本文针对上述情况，介绍了在我国经常用到和使用最多的几个国家（日本、德国、俄罗斯）的冷轧薄钢板以及以冷轧板为原板的镀锌板的基本资料，并归纳出与我们国家钢板牌号的相互对应关系，借此提高我们对国外板材的识别和认知度，并能熟练选用之。

1 板材牌号及标记的识别1.1 冷轧普通薄钢板冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。

它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。

由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。

适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275；符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。

标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准冷轧钢板：钢号—技术条件标准标记示例：B-0.5×750×1500-GB708-88冷轧钢板：Q225-GB912-89产地：鞍钢、武钢、宝钢等1.2 冷轧优质薄钢板同冷轧普通薄钢析一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。

冷轧深冲用钢的成形性能1、冲压性能的定义板材的冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。

板材的冲压性能好，可以在使用最低的人力与物力消耗的条件下，使用较方便的冲压加工方法即可制造成高质量的冲压件。

钢板的冲压性能一般指在冲制成型时，钢板耐冲压的程度，即成型性能的好坏，亦即钢板能在其平面方向上获得最大的塑性流变，同时在厚度方向上对流变产生最大的阻力。

板材的成形性是指，在给定的加工过程中板材承受变形而不产生断裂或失稳(失效)的能力。

目前，按照冲压级别，冲压板的冲压性能分为CQ级、DQ级、DDQ级和EDDQ级。

2、成形指标单向拉伸实验可获得两个重要的成形性能指标:塑性应变比(r值)和加工硬化指数(n值)。

同时，还可获得其它强度与塑性指标，如屈服强度(ReL)、抗拉强度((Rm)、总延伸率(A)等。

(1)强度和屈强比屈服强度ReL表示材料产生屈服时的最小应力。

ReL越小材料越容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性较好。

抗拉强度Rm表示薄板材料在单向拉伸条件下所能承受的最大应力值，是设计与选材的主要依据。

它越大，冲压成形时零件危险断面的承载能力越高，其变形程度越大。

在材料与成形性能有关的其它指标大致相同时，Rm越大材料的综合成形性能越好。

屈强比为材料的屈服强度与抗拉强度之比，屈强比越小，表明薄板在破裂前能进行更大的变形加工，材料的成形性好，有利于冲压成形。

(2)延伸率延伸率A即试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比的百分数。

A值越大，板材允许的塑性变形程度也越大，冲压性能越好。

(3)塑性应变比和塑性应变比平面各向异性度金属薄板塑性应变比;值反映金属薄板在其平面内承受压力或拉力时抵抗变薄或变厚的能力，是金属薄板塑性各向异性的一种量度，是衡量深冲性能的重要指标之一。

板材的深冲性能与其力学性能的各向异性密切相关，提高深冲性能的宗旨是力图使板材在板平面内具有高塑性流动性，同时，在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力。