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线材缺陷原因分析


线材缺陷原因分析

线材的内部缺陷是指在线材的内部破坏金属基体完整性的、影响产品质量的各种缺陷,包括局部不连续破裂、成分或结晶不均匀及外来异物等。内部缺陷需要用取样或探测等手段来确定。有的缺陷由表面延伸到内部,既是表面缺陷又是内部缺陷。内部缺陷严重影响线材的性能。内部缺陷可归纳为两类:一类是宏观的,可以通过酸浸低倍试样或断口时进行观察,或用无损探伤等办法,经肉眼检查和判别,如缩孔、气孔、疏松、分层非金属夹杂和过热、过烧等;另一类是微观缺陷,如晶粒度大小混晶、细小夹杂、组织不均、带状组织和网状组织等。

造成内部缺陷的原因有冶炼、连铸坯浇铸、热轧、控冷或热处理工艺的不合理等。冶炼时钢液中含有过多的气体,过多的杂质如磷、硫、铅等;加入合金后成分混合不均;炉渣末除净等都影响钢的纯净度,危害产品质量。浇铸过程是产生内部缺陷的又一来源,炉渣和脱氧产物的卷入,钢液二次氧化,外来异物及耐火材料的混入,浇铸温度过高、过低,冷却速度过快、过慢,热金属回填不够,都会导致出现缩孔、夹杂、裂纹、疏松和气孔等。

热轧时坯料加热温度过高或加热时间过长,会引起过热、过烧、晶粒粗大、表面氧化和脱碳;控温轧制时轧制温度和轧后控冷制度不合理将引起组织不均,或产生不利的组织形态、

耳子:盘条表面沿轧制方向的条状凸起称为耳子。出现在线材一侧的叫单面耳子,两侧的叫双面耳子和上下两个半圆错开的错边耳子。有的耳子贯穿线材全长,也有的呈局部、断续或呈周期性分布。产生的原因主要是成品孔轧槽过充满,多余的金属被挤到辊缝里。在高速轧机生产线材时,线材头尾两端由于失去张力很难避免耳子的产生。产生耳子的具体原因为:(1)孔型设计不合理、轧机调整不当或成品前孔磨损严重,造成成品孔压下量过大,产生双面耳子;(2)成品孔入口导板安装不正、不牢、间隙过大或轧件入孔型不正,易产生单面耳子或双面断续耳子;(3)轧制温度的波动或局部不均匀,影响轧件的宽展量不同,也可能出现耳子;(4)连轧机调整不佳,产生堆钢、拉钢现象,堆钢时轧件中间出现耳子,拉钢时轧件头尾出现耳子;(5)成品前孔轧槽掉金属,轧件表面出现凸包,在成品孔中轧制时,将产生周期性耳子;(6)坯料的缺陷,如缩孔、偏析、分层及外来夹杂,影响轧件的正常变形,也是形成耳子的原因。防止和消除耳子的方法:(1)选择合适的宽展系数,完善孔型设计;(2)合理的轧机调整,合理分配压下量;(3)正确安装成品孔的入口导板;(4)更换磨损严重的孔槽;(5)提高坯料加热质量,加热温度均匀。

折叠:盘条表面层金属的折合分层,外形与裂纹相似,在横断面上与表面呈小角度交角状,常呈直线状,也有呈曲线形或锯齿形,这种表面缺陷称为折叠。折叠的分布有明显的规律性,一般是通长地,也有的是局部或断续地分布在线材表面上。折叠的两侧伴有脱碳层或部分脱碳层,折缝中有较多的氧化铁皮。线材的表面上不许有折叠缺陷。产生原因:(1)轧制时由于前道轧件出耳子,在后道轧制时被轧折;(2)轧件表面被严重划伤,后被轧折;(3)坯料表面清理沟痕过深、过陡,深宽比不够,在以后被轧折;(4)由于轧槽掉肉,造成轧件表面凸包,再轧时折合;(5)上下轧槽尺寸不吻合,轧件出棱子被轧折。防止和消除折叠方法:(1)严格检查坯料质量,耳子高度或清理沟痕不合格的坯料不投产;(2)经常检查轧槽表面质量,防止轧件表面产生凸包;(3)加强轧机的调整,正确安装导卫装置,防止轧件出耳子和棱子。

裂纹:可分为纵向裂纹和横向裂纹。一般纵向裂纹在盘条表面呈线性开裂,沿轧制方向有平直或弯曲、折曲的细线。而横向裂纹则是不连续的。裂纹从横断面上看,有尖锐的根部,具有一定的深度且与表面垂直,其周边有严重的脱碳现象和非金属夹杂。产生原因:(1)坯料上得纵向或横向裂纹、结疤、皮下气泡或非金属夹杂物等缺陷未消除掉,轧制后暴露,形成纵向裂纹,硫、磷含量偏高的钢锭,在轧制变形较剧烈的情况下易造成纵向或横向裂纹;(2)加热不均匀,轧件各部分的延伸和宽展不一样;(3)高碳钢盘条坯料加热工艺不当(预热速度过快、加热温度过高)或轧件冷却速度过快产生过大的热应力而形成裂纹,后者还可能出现横向裂纹;(4)连铸坯上的针孔如不清理,经轧制被延伸、氧化、熔接造成成品的线状发纹;(5)轧后控制冷却工艺不当,形成的裂纹无脱碳现象伴生,纹缝中一般无氧化铁皮。防止消除裂纹的办法有:(1)严格检查坯料的质量,不合格坯料不投产;(2)加强坯料的加热操作,控制好加热速度、加热温度和均匀加热;(3)制定合理的轧制制度,保持轧件各部温度均匀;(4)控制好轧后控制冷却工艺。


结疤:在盘条表面与盘条本体部分结合或完全不结合的金属片层称为结疤,常呈舌、块或鱼鳞状,且呈不规则分布。它的大小不一,深浅不等,下面常有夹杂物。产生原因:(1)以钢锭为原料时,漏查钢锭上留有的结疤;(2)在成品以前道次的轧件上凸包,在轧入本体而形成部分结合的结疤;(3)已脱离轧件的金属碎屑又轧入轧件表面上形成部分结合的金属片层;(4)在轧制过程中,成品孔前某道次因刮伤形成的表面飞翅轧后粘附在轧件表面上。防止和消除结疤的办法:(1)提高钢锭质量,加强钢锭质量检查,对有结疤的钢锭必须清楚合格后再投产;(2)避免轧槽掉肉,防止形成凸包;(3)及时更换磨损严重的导卫板和轧槽,避免轧件划伤。

分层:在盘条基体内纵向分成两层或更多层的组织结构分离缺陷成为分层。分层平行于加工表面,纵横断面上均呈现为长裂缝,裂缝中有少量非金属夹杂和偏析,破坏了金属基体的完整性。原因:来自于钢锭。漏检的钢锭上部存在缩孔、内裂、气泡、大量非金属夹杂物及成分偏析等缺陷,轧制成钢坯又切头不净,轧制线材时又将其延伸、拉长,轧制时不能焊合造成盘条形成分层。防止:提高坯料质量,切头时切去足够的长度的头部。

麻点:线材表面呈凸凹不平的粗糙面成为麻点,又称为麻面,多连续成片,也有局部的或周期性分布的。麻点是允许的缺陷,但是其深度不得超过公差的范围。原因:(1)成品孔或成品前孔轧槽严重磨损,或粘有破碎的氧化铁皮等物;(2)破碎的氧化铁皮被轧入轧件表面后又脱落;(3)轧辊质量差、表面硬度不一致或失去冷硬层,已经轧辊轧槽锈蚀;(4)坯料在加热时表面被严重氧化,后被轧入轧件表面,又脱落;(5)线材吐丝温度过高,冷却速度过慢,盘条表面受到严重氧化造成;(6)有时盘条轧成后长期贮存在潮湿及腐蚀气氛中,形成麻点。防止消除方法:(1)不使用严重锈蚀的轧辊,改善轧辊材质;(2)及时更换磨损的轧辊或轧槽;(3)经常检查和**轧槽中的氧化铁皮;(4)控制坯料的加热制度及炉内气氛,保持正压并减少氧化性气氛;(5)在粗轧机前用加热高压水或铁刷子**钢坯表面氧化铁皮。

划痕:线材在轧制后、移送过程中通过有缺陷的设备、工具(如导卫板、导管、水箱、夹送辊、吐丝机散卷输送线、集卷器及打捆机等)时被刮出沟痕状的表面缺陷称作划痕。它的深度不等,可见沟底,常呈直线形,也有的呈曲线形,单条或多条,通长或局部地分布在线材的表面上。一般钢材允许有局部划痕,但其深度应符合有关标准。产生原因:(1)导卫板加工不佳或磨损严重,边缘不圆滑;(2)导卫装置安装不当,对轧机压力过大;(3)线材运输线上某些设备有尖棱,线材通过时被划伤。防止划痕的办法:(1)常检查导卫板的磨损情况,发现问题及时更换,正确安装导卫板;(2)生产线上有关设备要保持光滑平洁;(3)发现划痕及时找出原因,并加以处理。

凸包:线材表面呈周期性的金属凸起称为凸包。产品不允许有凸包缺陷。产生原因:成品孔有砂眼或被外物硌伤,辊面被轧件撞凹,轧槽损坏或严重磨损。防止消除方法:(1)换辊前严格检查更替轧辊的质量;(2)不轧“黑头钢”;(3)处理卡钢事故时,防止损坏轧槽表面;(4)生产中定时取长度大于成品辊周长的轧件进行检查,发现凸包及时更换轧辊或轧槽。

压痕:轧材表面上被外物压成的局部凹坑成为压痕,呈周期性单个或多个断续分布。一般产品表面允许有深度不超过标准规定的压痕。产生原因:(1)周期性压痕是由于成品孔或定径辊、出口滚动导板、导辊等上粘有凸起物;(2)异物掉在轧件上,经轧后脱落;(3)线材在运送、保管过程中与硬物碰压,或线材本身相互硌压。防止办法:(1)定期检查轧件轧槽、滚动导板,发现问题及时处理;(2)轧制时防止异物掉在轧件上;(3)吊运盘卷要平稳,防止碰压。

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