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第一节集装箱常用钢材

1.1钢材的种类和特性

钢材为构成箱体的主要材料,必须具有足够的强度、刚度和一定的耐久性以及必要的物化性能。

在集装箱工业的发展历程中,曾经出现过钢质箱、铝质箱和用合成材料构成的玻璃钢箱。

在20世纪70年代末和80年代初,铝质箱由于其优异的抗锈蚀性能,还占有一部分市场.后来,优质耐候高强钢的出现,使钢质集装箱的使用寿命明显延长,因而在普通干货箱的市场上占有绝对优势.而玻璃钢箱在生产工艺和成本方面也无法与钢质箱竞争,从而造成了钢质箱在普通干货市场上一统天下的局面.

根据箱体不同部位的特点和要求,集装箱用钢材的品种和特性如表一:

表一：

造箱用钢材的特性对比

技术指标

优质耐候高强钢

如CORTONA

优质耐候高强钢

如CORTONAF

高强钢

如SM50A

高强钢

如SS50

中碳结构钢

如SS41

强度极限（Mpa）

490

430

500

410

屈服极限（Mpa）

350

290

330

290

250

延伸率（%）

冲击值IS0（V）

>27

180º冷弯试验

d=a~2a

比重（kg/cm3）

7.85

化

学

成

分

（%）

0.12max

≤0.20

0.20~0.50

≤1.50

0.07~0.15

≤0.04

0.05max

≤0.04

0.24~0.75

≤0.55

0.25~0.55

0.30~1.25

0.65max

相当的牌号

NFS490、B480GNQ、SPA-H

CORTON钢比普通碳素钢更具有防锈能力,它的价格比普通碳素钢高出5%～7.5%。

对于通用干货集装箱而言,用耐候高强钢已基本可以满足要求,从它的性能价格比和实用角度出发,已无需再考虑使用不锈钢板作为基本原材料。

而在保温集装箱的范畴内,为了使之更适合于运输包括食品和药品等在内易腐货物,用不锈钢作为它的面板是比较理想的。

不锈钢在保持卫生和防污染方面有其特殊的优越性,尽管它的成本较高,但从长远角度出发还是一种有竞争力的选择方案。

一般用于通用干货集装箱的钢材为CORTON钢（SPA－H）、SM50A（SM490A）、SS41。

用于保温集装箱的不锈钢牌号主要为SUS304、SUS304L、SUS304N1、SUS304N2和SUS304LN等。

1.1．1干货箱各杆件常用的钢板牌号

干货箱各杆件、板件和零件所用钢材的牌号一般由箱东规定,干货箱各杆件常用的钢材牌号见表三.

表三:

干货箱各杆件常用的钢材牌号

零件名称

CORTONA

SM50A

SS41

其它

下侧梁

※

底横梁

※

叉槽侧梁

※

叉槽顶板

※

叉槽底板

※

鹅颈槽盖板

※

鹅颈槽翼梁

※

鹅颈槽侧梁

※

鹅颈槽主梁

※

鹅颈槽短底横梁

※

帽形地板中梁

※

前角柱

※

上端梁

※

下端梁

※

下端梁内筋板

※

端板

※

后角柱（外）

※

后角柱（内）

※

门楣盖板

※

门楣

※

门楣内加强板

※

门槛

※

锁座

S20C

门槛内加强板

※

门板横竖梁

※

门板

※

门铰链

S25C

铰链销轴

不锈钢

各标记牌、铭牌

不锈钢

锁头

S20C

门锁杆

STKR41

门封胶条压板

不锈钢/塑料

垫圈

不锈钢

铆钉

不锈钢

上侧梁

※

侧壁板

※

固货环、固货杆

※

顶板

※

顶部加强板

※

自攻螺钉

不锈钢

各角件

SCW49铸钢

其它加强板、衬板

※

1.1.2我公司板材的种类

制造集装箱的板材通常使用卷板。

卷板种类较多,从板厚上分大致有:

t1.6mm、t2.0mm、t3.0mm、t3.2mm、t4.0mm、t4.5mm、t6.0mm等;从板材宽度上分有:

940mm、970mm、1000mm、1040mm、1050mm、1080mm、1120mm、1130mm、1140mm、1180mm、1185mm、1190mm、1195mm、1200mm、1219mm、1220mm、1250mm、1255mm、1420mm等;从板材材质上分有:

SS400、SM490A、SPA-H三个系列.

1.1.2集装箱常用的型材牌号

构成集装箱各杆元和板元的构件应当在满足其强度和刚度的前提下,力求达到薄壁和质轻,以尽量减少箱体自身的质量。

这里所说的“型材”是指由专业厂家批量生产和加工后向箱厂提供的杆件。

他们当中常见者包括全封闭断面的梁、柱和不等厚断面的异型杆件，如方管型上侧梁、下侧梁等。

方管的规格尺寸可参考GB3094《冷拔无缝方（矩）形钢管》和JISG3466《一般结构用方形钢管》，方（矩）型管所用的材料为B480GNQ或SS400,其典型断面尺寸（㎜）为:

2.3×60×60×LL=42305710

2.3×50×100×LL=4510

3.0×60×60×LL=4230571011850

3.0×50×100×LL=45105120

3.2×60×60×LL=4230571011850

3.2×50×100×LL=45105120

（注：

以上长度尺寸为原材料长度而不是工艺尺寸）

按ISO1496规定,集装箱的箱门一般设在后端（与行车方向相反的一端）。

箱门开度的尺寸宜尽可能大,由于受既定箱体的外部尺寸的限制,过大的箱门开启度会减弱该端框架的刚度。

为此,常见的方案是把后角柱分为内门柱和外门柱俩部分,其中外门柱由等厚的薄壁异型材构成；而内门柱则由特殊断面的槽钢构成,其特点是腹板较厚,只有如此,方可使后角柱本身的宽度受到压缩。

第二节集装箱木底板

2．1基本要求

作为集装箱非常重要的构件之一，箱底起着支撑箱内货物和在一定程度上对货物进行保护作用。

它能够与箱体的有关杆件连成整体使整箱具有足够的强度和刚度，本身的构造虽然并不复杂，但是却有着比较严格的技术要求。

底板的设计必须遵守以下原则。

1、在静态条件下，底板按相当于最大装载量P的均布载荷进行设计，并考虑可能出现5％的装载偏心。

2、在吊装作业中可能出现竖向重力加速度按2g考虑。

因此，箱底板应有适当的摩擦力。

3、应使底板具有适当的吸潮功能，减少表面水分的蒸发，达到一定程度上减弱货物包装表面的结露现象。

4、具有适当的韧性，能够在一定程度上吸收外来的震动和冲击力。

5、符合一定的检疫要求。

2．2典型木底板设计

ISO干货集装箱的木底板，一般使用APITONG或KERUING等热带硬木制成的胶合板或条板构成。

典型的木底板板厚为28mm，由19层板胶合而成。

尺寸、数量根据有关规范，例如：

CX00－202、CX99－105、CX99－63、CX01－20ZIM、CX97－401、CX00－401、CX00－402、CX97－207、CX97－408、CX00－401、CX00－201、CX01－40ZIM、CX01－210、CX01－402等，并分20’箱用及40’箱用。

现在我公司一般使用IICL标准地板，即40’箱用尺寸〔CX97-401〕：

宽1160，长：

1388〔2块〕，2400〔6块〕，鹅颈槽处宽636，长1626〔4块〕；20’箱用〔CX00-202〕尺寸为宽1160，长1010〔2块〕、2400〔4块〕。

CX97－401地板：

宽：

1135，长2270〔2块〕，2240〔4块〕，2054〔2块〕,鹅颈槽处宽546，长1174〔2块〕，1362〔2块〕。

CX97－207地板宽：

1135，长2253〔2块〕，2085〔2块〕，1470〔2块〕。

2．3木地板物理特性的测定

1、含水率：

W＝（Gq-Gh）/Gh*100%

式中：

Gq-------实验时试件质量，g;

Gh-------烘干后试件质量，g;

2、气干密度：

Pg=Gq/Vq

式中：

Gq--------气干试件的质量，g;

Vq--------气干试件的体积，cm2

3、顺纹抗压强度：

σ＝P/a*b

式中：

p-----最大载荷，9.8N;

a------试件厚度，cm;

b------试件宽度，cm;

第三节集装箱用涂料

3.1集装箱涂料系统

箱内：

环氧富锌底漆（2道）＋环氧内面漆

箱外：

环氧富锌底漆（2道）＋环氧中层漆＋氯化橡胶外面漆

箱底：

环氧富锌底漆（2道）＋沥青漆

箱底下侧梁及门槛与端槛底部：

环氧富锌底漆＋环氧中层漆＋氯化橡胶外面漆＋沥青漆

3.2集装箱涂料简介：

环氧富锌底漆：

环氧富锌底漆以环氧树脂为基料、聚酰胺为固化剂、金属锌粉为主要防锈颜料。

通常干漆膜中锌粉含量在87％－92％，由于锌粉颗粒相互接触，产生电化学保护作用，因此环氧富锌底漆具有很好的防锈性能。

此外，该漆耐热性较好，热加工损伤面积小，但环氧富锌底漆由于锌粉含量多，电焊与切割等热加工时，释放较多的氧化锌气体，对人体健康带来影响，易导致“锌热病”，且对切割速度和质量亦有一定影响。

环氧富锌底漆另一缺点其是上面不能涂常规的油性漆。

环氧中层漆：

是以环氧富锌树脂为基料，聚酰胺树脂为固化剂，氧化铁红为主要防锈颜料。

对面漆无选择性，并具有良好的鸸溶剂性与化学稳定性。

环氧内面漆：

是以环氧富锌树脂为基料，聚酰胺树脂为固化剂，漆膜坚韧耐磨、寿命较长，属于高性能防腐涂料，常与环氧富锌底漆配套使用，缺点是装饰性能较差。

氯化橡胶外面漆：

是以氯化橡胶为基料、氯化石蜡为增塑剂，常以醇酸树脂或丙烯酸树脂改性，以获得更高的装饰性能，其干燥性快，与环氧中层漆附着力强，漆膜坚韧、耐水性优良。

箱底沥青漆：

箱底沥青漆是以沥青及腊为基料，有触变性的厚浆型涂料，漆膜具有极佳的附着力、韧性、抗冲击等物理性能，特别是在低温条件下仍保持优良的柔韧性。

集装箱的零件制造工艺

4．1钢板的预处理

涂层，通常是依靠涂料基料内某些分子的官能团与铁分子之间的物理吸附或基料、颜料与铁分子之间的化学反应，使涂层紧密覆盖在钢铁表面，达到保护钢铁的目的。

因此，涂装前钢材表面应尽可能除去非铁物质，使铁的金属分子裸露在表面，才能保证涂层的结合力，达到预定的效果。

4.1.1预处理的工序

我公司预处理分为钢材开卷、板材表面处理、型材表面处理、型材切割。

1、钢材开卷:

开卷前,根据工艺科下发的工艺文件（上面注有该批次集装箱的箱型、数量及所使用的板材规格、材质和用量）到钢材库领取所需要的卷筒。

领取卷筒时核对规格、材质和制造商。

开卷工序涉及到的设备主要是开卷线,它由开卷机、校平机、剪板机和控制电柜四个部分组成.

2、板材表面处理

使用抛射磨料处理的方法进行钢材表面的预处理，抛射磨料处理亦称为抛丸处理，是利用抛丸机的叶轮在高速旋转时所产生的离心力将磨料（钢丸、钢丝段、棱角砂等）以很高的线速度射向被处理的钢材表面，产生打击和磨削作用，除去钢材表面的氧化皮与锈蚀，让钢材表面露出金属本色并呈现一定的粗糙度，以利于涂料的粘附。

钢材抛丸处理流水线亦称为钢材预处理流水线。

总体上分为两种类型，一是钢板预处理流水线，另一种则是型钢预处理流水线。

两者的工作原理是一致的。

抛丸用磨料主要品种有：

铁丸、钢丸、钢丝段、棱角砂、其中钢丝段处理效果好，韧性好，棱角砂处理效果好，但易破碎。

目前现有预处理使用40%钢线段（Φ0.8、L＝0.8）＋60％棱角砂（G25）。

（1.）抛丸处理流水线的工艺流程如下（见图5-1）:

（2.）抛丸预处理流水线各工位装备情况如下:

a、钢板输送

钢板上料后，各工位的传送由辊道完成。

辊道通常为圆柱形，辊道间距为500－750mm，在喷漆工序完成之后，为了防止与辊道接触一面的车间底漆受到破坏，对辊道的结构形式有特殊要求，采用链式点接触型的结构，这是将一块带有数个突出点的钢板，托住经过预处理和涂有车间底漆的钢板。

b、抛丸

抛丸器由叶轮、护罩、定向套、分丸轮、轴承座及电动机等组成。

叶轮是电动机带动作高速旋转（2200－2600r/min），产生强大的离心力，当磨料经进丸管吸入分丸轮中，在离心力作用下，沿叶片长度方方向加速动动直至以60－80m/s的速度抛出，抛出的磨料成扇形流束，打击在钢板表面以除去氧化皮和锈蚀。

磨料循环系统

磨料清尘装置

通风除尘装置

磨料：

钢丝段与棱角砂按40％：

60％的比例添加；

c、平板自动喷漆

抛丸处理后的钢材表面需立即涂车间底漆。

涂漆以自动化方式进行，整个涂装装置由高压无气喷漆机、自动喷枪、通风去雾装置组成。

平板移动速度8－10m/min。

喷枪往复频率35～45次/min。

油漆与稀料配比1：

2.5～3。

d、烘干

烘干时间1～1.5min，烘干温度35～50℃（一般在夏季不要开烘房）。

3、型材的表面处理

工作原理基本同板材的表面预处理，型材抛丸后立即喷涂一次底漆。

4、型材切割

根据工艺文件核实材料，调整切割靠山。

需切割的型材主要包括：

下侧梁、上侧梁方管、端楣方管、端槛方管、门方管及门端槛的加强槽钢，有的箱型还需要有门舌挡块或其它的型材。

型材切割后需检查：

尺寸在工艺要求范围内；切割端头保证垂直度；切割口无毛刺。

4.2剪切

4.2.1剪切设备

剪切下料涉及到的设备主要是剪板机及冲床。

根据被剪板材的厚度和宽度的不同,划分使用不同的剪板机:

12×3200、12×4000、6×3200、高压脚6×3200等。

根据工艺流程的编制,集装箱上的零件都对应相应的剪板机:

12×3200剪板机剪切门柱、角柱、门端楣板、底横梁、宽边底横梁等；12×4000剪板机剪切鹅颈槽、门楣、门槛、扁梁等；6×3200剪板机剪切顶加板、地板中梁、地板角钢、小端槛、门横梁、地板支撑梁等；高压脚6×3200剪切门板、端板、顶板等；6×3200（机械式）剪板机用于剖制二波板。

4.2.2剪切过程（举例:

门板的剪切）

门板剪切涉及到的设备是高压脚6×3200剪板机；工艺装备有卷尺、量杆、塞尺、扳手、垫木、直角量具、上料小车、出料小车；毛坯尺寸2.0×950×2100；对材料的技术要求:

无缺陷；

1.查阅相关工艺文件、图纸;

2.检查材料是否符合标准;

3.调整剪切刃口间隙到0.07*t（t为所剪切材料的板厚）;

4.按工艺要求调整靠山;

5.启动设备,检查设备是否正常;

6.将材料推至工作台前按标准工艺剪切。

4.3冲裁

4.3.1冲裁原理

冲裁是板料在剪切力作用下发生断裂的一种现象.

冲裁过程大致可分为三个阶段:

（1）初期----剪切开始到A点的初期阶段,剪切力还很小（图中o~A）;

剪切力（凸模）

o~C

~Bo~D

oo~A

凸模压入量（凸模行程）

1111

5224

3333

对应A点对应B点对应C点对应D点

1---凸模2---剪切面3---凹模4---裂纹5---塌角

（2）剪切期----凹模开始压入材料内到刃口处发生裂纹（C点）的过程,是形成剪切面的阶段.随着凸模压入材料的深度的增加剪切力急剧地增加（图中A～C）;这期间,塌角随剪切力的升高而增大.

（3）断裂期----由刃口处产生裂纹（C点）,此裂纹发展并贯穿整个板厚的时期,形成了断裂面（D点）,剪切力达到最高点后急剧地下降（图中C点以下）.

4.3.2冲裁形式

根据板材加工的形式,冲裁分为冲缺和落料两种.

4.3.3冲裁设备

冲裁所使用的设备主要是冲床,一般使用的冲床设备有:

100T、160T、63T.同样,根据工艺流程的编制,它们分别对应不同的加工零件,100T冲床负责对外门柱冲缺;160T冲床对外门柱冲角,角柱、门端楣板冲缺及对鹅颈盖板、鹅颈纵梁、门楣、门槛进行冲缺，并负责加工集装箱上所使用的各类加强板（落料）；63T冲床负责对商标板冲孔.

4.3.4冲床模具

冲床设备所使用的模具分为冲缺模和落料模两种.冲缺模为通用模,冷加工车间的通用模用来对前角柱、外门柱、箱顶加强板冲缺或冲角;落料模为专用模,集装箱上需要通过落料模来加工的零件基本上是一些加强板和封板:

门槛加强板、前角柱加强板、端槛加强板、宽边底横梁加强板、U型加强板，堵头、海关封板、鹅颈纵梁封板等.

根据实际生产,需要制作模具的,要提前作好准备.制作模具前要认真分析被加工零件的工艺图纸,草拟模具图纸,下模（凹模）缺口尺寸同零件外形尺寸,上模（凸模）尺寸略小于下模尺寸,上下模间隙约为0.07t（t为零件板厚）。

4.3.5冲裁加工过程（举例:

20’角柱冲缺）

角柱毛坯尺寸为6.0×2395×481,加工工艺简图如下所示:

涉及到的设备为160T冲床,通用冲缺模,工艺装备有扳手、垫木、抹布、铲子、吊具;冲缺人员安排:

操作工A、辅助工B、C;对材料的技术要求:

无缺陷.

操作工A:

施工准备1.准备好工艺文件等图纸；

2.安装好模具并调整好上下模间隙;

3.紧固螺丝;

4.固定定位靠山;

5.调整机床下死点;

6.启动机器看运转是否正常.

施工顺序1.拉紧板材紧贴各靠山,按工艺要求先冲

好前两刀;

2.批次完成后,重新安装靠山,依次冲好第三、四刀;

检验：

每道工序按图纸及工艺卡检验;切角冲缺时注意左右对称,并注意使板料括伤面朝下;冲缺过程中应经常用样板校准缺口尺寸;加工前三件连续自检,每10件抽检1次,尾件必检.

注意事项:

1.麻坑、麻点的应剔除;

2.切口的毛刺调整到最小状态并与样板比较;

3.装模时使用安全垫木.

辅助工B、C主要负责将板材吊上堆放架、擦净机床油污、打扫周围环境、协助A固定定位靠山及冲缺.

4.4折弯成型工艺

4.4.1折弯成型原理

折弯成型是指用折弯机或压机将精剪好的板材压制成符合要求的零件.

有关中性层的概念平直的板材在凸模作用下发生弯曲,

如下图所示:

aa’aa’

bb’bb’

cc’cc’

钢板中的纤维层在应力作用下发生变形,靠进凸模的一面如a-a’受到的是压应力,表现为收缩;远离凸模的一面如c-c’面受到的是拉应力,表现为拉伸;而里面有一层没有受到应力作用,纤维层长度保持不变,如b-b’面,这一层叫中性层.

折弯件展开长度的计算折弯件展开长度等于折弯件中性层长度，中性层不一定在中心位置,折弯角不等于90o的展开长度计算见<<冷冲压工艺手册>>，折弯角等于90o的展开长度可近似按如下公式计算:

3.凸模圆角半径的选择圆角半径过小,易发生断裂;过大,易发生回弹现象.

4.回弹出现的原因和纠正办法回弹是卸载后出现弹性变形回复的现象.当材料的弹性极限高或弹性模数小,弹性变形量大,而且弯曲所引起的变形量小（如r/t取的大）时,回弹量就大.实际加工中,可预先估计回弹的大小,以修正模具的弯曲半径和角度.弯曲半径大，而且凹模肩距离越狭窄（板厚的6~7倍以下）,回弹也就越大.加压弯曲时,因在凸、凹模之间修正了弯边部分的波纹,所以这一部分的回弹减小了.解决回弹的办法有如下几种:

1凸模角减小,如图1;

2带圆角的凹模,如图2;

3带突起的凸模如图3.

4.4.2折弯设备

根据零件厚度和长度的不同,宁波线涉及到的折弯机分为如下几类:

500T

（1）压机、250T折弯机、500T

（2）压机、500T×6000折弯机（数控）、160T×3200折弯机、500T×4000折弯机（数控）.它们分别和不同的加工零件相对应:

500T

（1）压机压底横梁;250T折弯机折弯门端板（成型）;500T

（2）折弯机压顶板（成型）;500T×6000数控折弯机折弯鹅颈槽和鹅颈纵梁、门槛、门楣、扁梁;160T×3200折弯机折弯箱顶加强板、中梁、小端槛、角钢、门横梁、地板支撑角钢;500T×4000数控折弯机折弯门柱、角柱、门端楣板.

4.4.3折弯过程（举例:

门槛的折弯）

折弯涉及的设备有500t×6000数控折弯机、R6上模、V32下模;工艺装备定位杆、直尺、样板、角尺、进出料小车;对材料的技术要求是:

无缺陷;人员安排有操作工A、辅助工B.

施工前准备:

1.检查材料是否符合标准;

2.查阅相关工艺及图纸文件;

3.选择模具及圆角R;

4.安装上下模;

5.安装前后定位靠山;

6.根据所制零件的特征,对电脑进行全过程的输入;

7.启动机器检查设备是否正常.

加工简图如下所示:

施工顺序1.首次折弯90o（图1）;

2.二次折弯84o（图2）;

3.三次折弯90o（图3）;

4.四次折弯96o（图4）.

注意事项1.折弯时使材料括伤面折于里面;

2.操作过程中应经常用标准样板校核冲缺尺寸;

3.首件成型后放入相应胎架;

4.安装模时,必须使用安全垫木.

4.5冷加工机床设备的安全操作

4.5.1剪板机安全操作规程:

1．按照一般冲压工安全规程检查设备,做好开车准备工作,电动机不准带负荷启动,开车前应将离合器脱开;

2．按不同的材料厚度调整间隙,调整刀片（对刀）后,需要用扳手紧的试验,和开空车检验;

3．禁止超长和超厚度使用剪床,不得使用剪床使用淬了火的钢,合金工具钢,铸铁和脆性材料;

4．送料时要注意手指安全,特别是一张板料剪到末了时,不要将手指垫在板料下送料或手指送入刃口,严禁两人在同一剪床上同时剪两种不同材料,剪床后面不准站人,接料.

5．刀口的刃口必须保持锐利,切薄板时,刀片必须紧贴近,上下刀片需保持,刀片间的间隙不得大于板材厚度的7~10%;

6．调整和清扫必须停车进行;

7．工作台上不得放置其它物品.

4.5.2折弯机安全操作规程

1．工作前先检查机器各部位是否正常,特别是电磁阀油泵,在各传动部位应加润滑油;

2．按所折板厚度,选择适当的模口,模口尺寸一般应大于8倍板料厚度;

3．根据板料和下模V形槽开口尺寸,按表查取折弯力;

4．安装大型模具时,叉车或吊车一定要把模具放平稳才能搬运,防止模具滑下来碰伤手脚;

5．厚料大件压弯,特别是校正弯曲,切勿超负荷工作,以防损坏机床;

6．油缸漏油时,要进行维修保养,排除漏油现象,若排除不了,则需要换密封圈;

7．每次加工完毕后,必须把滑块降到下死点,切断电源开关。

4.5.3冲压床

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