為重型穿孔板選擇合適的基材不僅僅是購買「更強的鋼材」這麼簡單。工程師和買家必須平衡屈服和抗張強度、延展性、製造成本,以及板材的沖孔、支撐和維護方式。以下是以工程師為導向的實用指南,您可以在指定用於輸送機、篩網、耐磨襯板或結構承載板的重型沖孔板時應用。
瞭解材料的權衡:強度與成本
Q355 是一種低合金結構鋼,通常用於需要較高屈服強度,但又不需要合金鋼的優點之處。與普通低碳 (低碳) 鋼相比,Q355 通常具有以下特性:
- 單位厚度的屈服強度和拉伸強度更高(同樣厚度下的負載能力更強)
- 在大多數情況下,可焊性和標準製造程序與低碳鋼類似
- 相較於低碳鋼有適度的額外材料成本,但如果可以減少規格,則可能降低安裝成本
當負荷和磨損程度適中,或設計上可依賴較大的截面而非較高強度的材料時,低碳鋼仍是最經濟的選擇。
何時指定穿孔板使用 Q355
當應用具有下列一項或多項要求時,請指定 Q355:
- 持續靜態或動態負載接近或高於典型低碳鋼極限
- 高衝擊或震動裝載(料斗下方的篩選機、破碎機護罩)
- 無支撐的長跨度,可減少板材厚度以節省重量或安裝成本
- 當您希望減少截面厚度以減輕重量,同時維持強度時
在這些情況下,一個 Q355 重型穿孔板 儘管材料成本略高,但長期來說往往是更好的選擇。
將材料選擇與厚度、孔型及平面度掛鈎
厚度(規格)考量
- 厚度決定沖孔後剩下的淨截面積。較大的孔或較緊的間距會減少剩餘的橫截面積,進而降低板材的有效承載力。
- 如果設計需要較大的開放區域,請指定較厚的規格或較強的基材,以保持容許應力在可接受的範圍內。
- 對於非常厚的板材,沖孔力和模具壽命會變得非常重要;考慮替代切割(雷射、電漿、水刀)或更重型的沖孔模具。
孔型、樣式與方向
- 交錯(偏移)模式比單排佈局能更好地分散負荷,並減少局部應力集中。
- 與槽孔或方孔相比,圓孔可將應力昇降到最低,但槽孔/矩形孔可能需要流動或間隙 - 在這種情況下,增加厚度或使用 Q355。
- 孔距(中心對中心間距)控制開孔面積,並影響剛度;較緊的孔距會增加剛度,但會減少每孔的開孔面積。
板材平面度、校直與製造問題
- 厚的穿孔板容易因沖孔而造成外凸、翹曲和局部變形。如果平整度對安裝或密封表面非常重要,請指定後製程找平/壓平。
- 詢問製造商有關矯正步驟(沖壓整平、滾筒整平)和殘留應力消除;這些步驟會增加成本,但可改善最終的配合和功能。
- 邊緣與毛邊:在較厚的規格上進行重沖壓會產生較大的毛邊 - 請與您的供應商討論去毛邊、邊緣調整或倒角。
實用規格清單(快速參考)
- 定義主要性能驅動因素:負載能力、耐衝擊性、磨損壽命或開放區要求。
- 選擇目標容許應力,並確定低碳鋼或 Q355 在所選淨截面上是否符合該應力。
- 選擇孔型與樣式,以平衡開孔面積與淨截面;若開孔面積大,可改用較厚的規格或 Q355。
- 在採購規格中列明平面度公差和所需的沖孔後校平。
- 指定製造處理:去毛邊、邊緣修整、焊接預處理,以及任何熱處理(如果設計需要)。
Q355 勝出的典型使用案例
- 經常受到撞擊和磨損的重型篩板和給料機格柵。
- 結構性通道平台和坡道,較薄的板材可減輕重量,但仍必須承載活荷載。
- 承受反覆衝擊負荷的機器護罩和破碎機襯板。
- 任何具有大開放面積的承重穿孔板。
當採用低碳鋼時
- 使用壽命較短或拋棄式面板,初始成本較高。
- 不承受機械負荷的非結構性通風板或裝飾板。
- 使用厚度非常大且強度差異不太重要的情況。
有關採購和 QA 的最後說明
- 如果結構性能非常重要,請索取軋製證書和屈服/拉伸強度測試資料。
- 詢問供應商孔直徑、間距及成品平面度在指定規格時的預期公差。
- 對於平面度、孔的品質和長期耐用性都很重要的重型穿孔板,請考慮指定一個 重型穿孔板 由 Q355 製成,需要供應商驗收樣品或施工圖。
事先將材料選擇與規格、孔型及平面度要求明確掛鉤,可避免「材料規格」與「零件實際製造及使用方式」之間常見的錯配。這可減少返工、現場故障和浪費成本,同時確保板材能達到預期的工業用途。