影响冷镦钢质量的因素及控制措施
冷镦钢轧制技术分析与生产控制
冷镦钢轧制技术分析与生产控制刘建萍(江西萍钢安源分公司生产部)1 前言萍钢公司自开发冷镦钢以来,遇到的产品质量问题主要有:产品表面冷镦开裂,材质的硬度和强度偏高。
经实践检验和研究论证表明,当冷镦钢盘条的表面产生了严重的划痕、折叠、裂纹、麻点和组织应力等质量缺陷时,冷镦容易开裂,开裂的形势表现为:有规律性的裂纹,“裂边”有时呈波浪状、裂缝颜色发黑、冷镦接触面有扩展裂纹线、裂口有时并不深入本体内部;裂纹杂乱呈黑色头发状、规律出现,偶尔会有45º角的组织应裂。
因此,搞好冷镦钢轧制技术分析与控制是提高冷镦钢合格率的重要环节之一。
2 技术分析冷镦钢轧制技术分析主要可以分为工艺方面和设备方面。
工艺方面主要从孔型优化、张力控制、料型调整等工艺操作上进行分析;设备方面主要从换辊换槽、三线两平、导卫精装等设备操作上进行分析。
2.1 孔型优化孔型系统设计是轧钢生产的基础工作,包括断面孔型设计、轧辊孔型设计和导卫孔型设计三方面工作。
轧制冷镦钢的孔型系统要满足“各道次的孔型都要有足够宽展余量,防止料型出现耳子而形成折叠等表面质量缺陷”。
因此,要选择合理的孔型系统,针对生产中各道次孔型的压下量、宽展量和延伸量实际情况,进行系统的校核。
尤其要注重校核圆孔型的宽展,圆孔型“出耳敏感性”要远远大于椭圆孔型,必要时要加大圆孔型的扩展角度等措施来优化孔型。
2.2 张力控制张力是连轧轧制中重要因素,两机架间的轧件往往受到张力影响。
机架间的张力可以增大上游轧件的变形时前滑和下游轧件变形时的后滑。
因此,机架间的张力造成两机架间轧件宽展的减少,一旦机架间的张力消失,轧件的宽展则会增大,所以形成了轧件的头尾料型宽度偏大(甚至出耳子)而中部料型宽度偏小的现象。
张力对轧件料型的均匀性是有负面影响的,在工艺操作上,要求粗中轧实行“微张力轧制”,预精轧和精轧工序实行“无张力轧制”,并且采用活套等设备来消除张力,尽量减小或消除由张力造成的轧件头尾部的耳子缺陷。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种用途广泛的金属材料,常常用于制作螺栓、螺母等零部件。
在生产过程中,冷镦钢有时会出现开裂的情况,这不仅影响了产品的质量,也增加了生产成本。
对冷镦钢开裂的成因进行分析,并提出质量改进的措施,对于企业的生产和发展具有重要意义。
冷镦钢开裂的成因分析主要包括以下几个方面:原材料质量、冷加工工艺、设备状况、操作技术以及质量控制等方面。
首先是原材料质量。
冷镦钢的开裂与原材料质量有着密切的关系,如果原材料中含有过多的夹杂物、气孔等缺陷,或者材料的组织不均匀,都会导致冷镦钢在冷加工过程中出现开裂的情况。
其次是冷加工工艺。
冷加工工艺的参数设置不当、过程控制不严等因素都可能导致冷镦钢开裂。
冷加工时温度过低或者过高、冷加工过程中受力不均匀等,都会对冷镦钢的质量产生不利影响。
再者是设备状况。
设备的磨损、老化或者不合理的设计都可能导致冷加工过程中对冷镦钢造成损伤,从而引起开裂。
操作技术也是一个重要的因素。
冷加工过程中操作者的技术熟练程度、操作规范程度等都会影响冷镦钢的开裂情况。
如果操作不当、经验不足,都会加剧冷镦钢开裂的风险。
最后是质量控制。
如果生产过程中的质量控制不严格、产品检验不到位,都会让质量不合格的冷镦钢流入市场,增加了产品开裂的风险。
针对以上分析的成因,我们公司提出了以下质量改进措施。
首先是加强原材料的质量控制。
在原材料采购环节,加强对原材料的检验,确保原材料的质量符合要求。
对有质量问题的原材料,及时进行退货处理,避免不良原材料影响产品质量。
其次是优化冷加工工艺。
通过对冷加工工艺参数的优化调整,确保冷加工过程中的温度、压力、速度等参数在合理范围内,减少冷镦钢在冷加工过程中的应力集聚,降低开裂的风险。
再者是加强设备维护和更新。
定期对冷加工设备进行检查、维护和更新,确保设备处于良好的工作状态,避免设备老化和磨损给冷镦钢的质量带来影响。
加强操作技术培训。
对操作者进行系统的技术培训,提高操作者对冷加工过程的理解和技术水平,降低操作不当造成的产品质量问题。
冷镦钢材标准
冷镦钢材标准一、化学成分冷镦钢材的化学成分应符合相关国家标准的规定。
常用的钢材牌号包括Q215、Q235、Q345等。
对于特殊要求的钢材,如高强度、耐磨性等,应按照具体要求进行化学成分设计。
二、表面质量冷镦钢材的表面质量应满足以下要求:钢材表面应光滑、平整,不得有分层、裂纹、夹渣等缺陷。
钢材表面允许有不妨碍加工的薄锈和氧化皮。
对于特别要求的零件,如高精度或需要热处理等,其表面质量应符合相应标准。
三、脱碳冷镦钢材在冷镦加工过程中,其表面层的碳含量可能会发生变化,这种变化称为脱碳。
脱碳会导致钢材表面的硬度降低,影响其耐磨性和耐腐蚀性。
因此,应控制冷镦加工过程中的脱碳程度,确保钢材的表面质量。
四、硬化层深度冷镦钢材经过冷镦加工后,其表面会形成一层硬化层。
硬化层可以提高钢材的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
但是,硬化层深度过深会导致材料脆性增加,影响其机械性能。
因此,应根据实际需要控制硬化层深度,以达到最佳的表面质量和使用性能。
五、机械性能冷镦钢材的机械性能应符合相关国家标准的规定。
在选择和使用钢材时,应根据实际需要选择具有适当机械性能的钢材,以满足使用要求。
六、表面光洁度冷镦钢材的表面光洁度应满足以下要求:钢材表面应具有较高的光洁度,以减小加工时的摩擦阻力和磨损。
对于高精度或需要热处理的零件,其表面光洁度应符合相应标准。
七、表面裂纹冷镦钢材表面不应有裂纹等缺陷。
裂纹会破坏钢材的整体性和稳定性,影响其使用性能。
在检查钢材表面时,应特别注意裂纹的存在。
八、表面粗糙度冷镦钢材的表面粗糙度应满足以下要求:钢材表面粗糙度应适中,以减小加工时的阻力。
对于需要紧密配合的零件,其表面粗糙度应符合相应标准。
九、表面缺陷冷镦钢材表面不应有气孔、砂眼、夹渣等缺陷。
这些缺陷会影响钢材的外观和使用性能。
在检查钢材表面时,应特别注意这些缺陷的存在。
如果发现表面缺陷,应根据实际情况采取相应的处理措施,以确保钢材的质量和可靠性。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进【摘要】冷镦钢在生产过程中容易出现开裂问题,影响产品质量和生产效率。
本文通过分析冷加工工艺、开裂原因,探讨质量改进策略和监控方法,提出改进生产工艺的建议。
总结认为,冷镦钢开裂问题可通过调整工艺参数和提高生产控制水平来解决,未来可深入研究开裂机理、优化材料配方等方面。
希望通过本文的研究,能够为解决冷镦钢开裂问题提供有效的参考,推动行业质量水平的提升。
【关键词】冷镦钢、开裂成因、质量改进、冷加工工艺、性能影响、质量监控、生产工艺、根本解决方法、研究方向、总结、展望。
1. 引言1.1 冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种常用的金属材料,广泛应用于汽车、机械制造等领域。
冷镦钢在生产过程中经常出现开裂现象,严重影响产品质量和生产效率。
对冷镦钢开裂成因进行分析,并提出质量改进方案至关重要。
本文旨在对冷镦钢开裂成因进行深入分析,探讨影响冷镦钢性能的冷加工工艺因素,并从根本上解决冷镦钢开裂问题。
通过对冷镦钢开裂原因的探讨和质量改进策略的提出,希望能够引起相关行业的重视,提升产品质量和企业生产效率。
在本文中,我们将首先分析冷加工工艺对冷镦钢性能的影响,探讨冷镦钢开裂的根本原因,并提出质量改进策略。
接着,我们将介绍冷镦钢质量监控方法,以及改进冷镦钢生产工艺的具体措施。
我们将总结冷镦钢开裂的根本解决方法,并提出未来研究方向,展望冷镦钢质量改进的发展方向。
希望通过本文的研究,能够为相关行业提供参考,促进冷镦钢质量的提升和行业的发展。
2. 正文2.1 冷加工工艺对冷镦钢性能影响分析冷加工工艺是冷镦钢生产过程中至关重要的环节,其对冷镦钢的性能影响非常显著。
在冷加工工艺中,冷镦钢的变形应力和应变量会大大增加,这会导致冷镦钢的晶粒变形和排列发生变化,从而影响其力学性能。
冷加工过程中会产生大量的加工硬化作用,使得冷镦钢的硬度和强度明显提高,但同时也容易导致其脆性增加,从而增加冷镦钢开裂的风险。
在冷加工工艺中,温度、速度、压力等参数的控制也对冷镦钢的性能有着直接的影响。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢是一种非常常见的工业材料,主要用于制造螺纹、铆钉、销轴等机械零件。
然而,冷镦钢的质量问题经常困扰着生产企业。
其中,开裂问题是比较常见的一种质量问题。
本文将对冷镦钢开裂的成因进行分析,并探讨一些质量改进方法。
一、开裂成因分析1.材料问题冷镦钢的材料问题是造成开裂的主要原因之一。
首先,如果钢材的化学成分不合格,或者材料内部有缺陷、夹杂物等物理缺陷,那么就会在加工过程中引起应力集中,导致开裂现象的发生。
其次,如果冷镦钢的硬度不符合要求,可能会导致过度弯曲、撞击等情况的出现,从而造成材料的表面损伤和内部裂纹。
2.工艺问题在冷镦钢加工过程中,一些工艺参数的设置不合理也是导致开裂的原因之一。
比如,提高冷镦钢的加工速度或者过度挤压等操作都会产生更大的应力,造成裂纹的产生。
此外,冷镦钢制品在退火过程中如果没有达到理想的温度和时间,或者所采用的冷却方式不合适,都有可能导致材料的脆性增加,从而更容易引起开裂。
3.设备问题冷镦钢加工的设备问题也是导致开裂的一个重要原因。
设备的不稳定性、缺乏维护、过度磨损、耗尽润滑油等都可能影响冷镦钢的加工质量,从而引起开裂的出现。
二、质量改进方法1.加强材料检验为了降低冷镦钢开裂的风险,加强材料检验是十分必要的。
在采购冷镦钢时,我们可以从制造商获取钢材的相关物理性质、化学成分、熔炼情况等信息,以确保钢材的质量符合要求。
此外,也可以通过现场检测、非破坏性检测等手段,对冷镦钢进行逐一检查,从而及时发现材料中的缺陷、裂缝等问题。
2.改进工艺参数为了降低冷镦钢开裂的风险,我们还可以改进冷镦钢的加工工艺。
为此,我们可以通过降低加工速度、减小挤压量、加强润滑措施等手段减少过度应力的产生,从而降低冷镦钢开裂的风险。
如果需要进行退火处理,我们也可以控制退火温度和时间,同时改变冷却方式,从而降低材料的脆性。
设备维护是保证生产质量的重要环节,因此,我们应该定期对冷镦机进行保养和检修。
冷镦开裂
冷镦钢开裂原因分析及预防摘要介绍国内冷镦钢的生产概况,从钢坯加热、表面质量、脱碳、冷镦性能、工艺调整等方面指出冷镦钢生产的技术要求,探讨冷镦钢成品中所存在的质量问题,同时提出提高冷镦钢质量的措施。
关键词冷镦钢;表面质量;开裂;黑线前言冷镦钢盘条主要用于制作标准件螺钉,用户加工过程为:除鳞→拉拔→退火→冷镦→搓丝→热处理→电镀→入库。
预计每年全国需冷镦钢盘条约达500万吨,如此大的市场空间还吸引着国内外其他厂家的目光,因此,冷镦钢盘条具有很大的潜力市场。
由于冷镦下游产品是由线材经过多道次拉拔,热处理等工艺生产出来的,因此对冷镦钢线材的质量控制提出了很高的要求,无论是成分组织、表面质量、尺寸精度还是通条性能等方面均要求严格。
1 冷镦开裂原因在2006年9、10月份,由于高线设备改造后工艺调整不当及存在的相关问题,用户反馈在加工过程中冷镦开裂,由此产生的质量异议占异议总量的95%占以上。
我厂通过近几年的不懈努力,使冷礅钢线材实现了稳定的批量生产。
在生产实践中我们发现表面质量缺陷是导致冷镦开裂最直接的原因。
主要分三种:(1)线材表面折叠,主要是由于压下量过大、孔型过充满或导卫开口度过大,轧件尺寸过小而倒坯形成耳子,在随后的轧制过程中产生折叠。
(2)导槽、导辊、活套轮以及轧线上所有与轧件有直接接触的物体被磨损或存在棱角与毛刺,都有可能使轧件划伤而最终导致裂纹。
(3)孔型、导卫磨损严重、轧线不对中、错辊、导卫安装不当或对中不好,以及进钢时导卫晃动等,使轧件在孔型内变形不均匀,形成耳子、棱子、轧痕也是造成其后镦裂的隐患。
1.1 对称双裂纹产生原因根据以上成因,可以把镦裂分为平行双面连续裂纹、单条单面连续裂纹、断续裂纹等3种。
如图(1)和图(2)中所示为平行双面连续裂纹。
是在生产过程中轧件产生双边耳子,在后续道次图(1)图(2)轧制中形成折叠而产生。
双边耳子的产生多是由于压下调整不当、孔型过充满、各机架断面尺寸控制不合理、张力控制不稳定等引起。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进首先,冷镦钢的开裂与材料本身的内部结构有着密切的关系。
一般来说,冷镦钢的主要组成成分是铁和碳,有些低合金钢还会加入一些其他的合金元素,例如锰、钼、铬等。
这些元素在钢材中形成了各种固相与溶相,并形成了相互之间的复杂的相变关系。
在加工过程中,由于变形强度过大,致使钢材发生了位错等缺陷,造成了材料的内应力增大。
随着内应力的不断积累,最终导致了冷镦钢的开裂。
除此之外,冷镦钢的开裂现象还与外部的工艺条件有着密切的关系。
在冷镦钢的加工过程中,传统的工艺一般采用了多道工序,如毛坯加工、共轭滚后、粗拉削、精拉削等,其中每道工序都有可能引起材料的开裂,特别是在共轭滚后和粗拉削工序中更为常见。
这是因为这两个工序的加工过程都会增加钢材的塑性变形程度,导致材料的内应力增加,从而引起冷镦钢的开裂。
针对这些问题,我们可以采用以下一些措施来改进冷镦钢的质量。
首先,我们可以对冷镦钢的加工条件进行适当的优化。
例如,在毛坯加工、共轭滚后、粗拉削等工序中,应该控制变形度、速度、温度等条件,严格遵守工艺参数。
其次,我们可以采用一些新的成型工艺来降低材料的内应力。
例如,现代的冷镦钢加工工艺已经开始采用单锤冷锻、多锤冷锻等技术,这些技术都能够有效地控制变形程度,降低材料的内应力,从而减少冷镦钢的开裂。
最后,我们可以加强冷镦钢材料的质量控制,从原材料的选择、配料环节开始,大力优化生产工艺,并对检验人员进行严格的培训,确保每个生产环节都能够有效地管理和控制,从而保证冷镦钢材料的质量。
综上所述,冷镦钢的开裂现象是由许多因素引起的,其中材料本身的内部结构和外部工艺条件是主要的原因。
通过优化生产工艺、采用新的冷锻工艺等方式来降低材料的内应力,可以有效地减少冷镦钢的开裂,提高冷镦钢的质量和性能。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是指在冷镦加工过程中,钢材出现裂纹现象,这种现象严重影响了产品的使用性能和质量,也给生产制造过程带来了一定的损失。
深入分析冷镦钢开裂的成因并进行质量改进非常重要。
一、冷镦钢开裂的成因分析1.原材料质量不合格冷镦钢的原材料主要是钢坯,如果钢坯的质量不合格,如夹杂物含量过高、组织不均匀等,都会导致冷镦钢在加工过程中容易产生开裂现象。
2.冷加工参数设置不合理冷镦是一种冷加工工艺,如果冷加工参数设置不合理,如温度、速度、力度等方面没有精确控制,就会导致钢材变形过大、应力过大,从而引起开裂。
3.模具磨损严重冷镦加工需要使用模具,如果模具磨损严重,就会导致钢材在加工过程中受到不均匀的力度作用,从而导致开裂。
4.加工环境不合理如果冷镦加工的环境温度、湿度等因素不合理,就会导致钢材在加工过程中受到外部环境的影响,从而引起开裂。
二、冷镦钢开裂的质量改进1.严格控制原材料质量从源头上保证原材料的质量,选择质量合格的钢坯,并严格对其进行质量检测,确保原材料质量的稳定性。
3.加强模具维护及时对冷镦加工所使用的模具进行检查和保养,发现磨损严重的模具及时更换,确保模具的使用状态良好,减少对钢材的不良影响。
4.改善加工环境优化冷镦加工的环境,控制好温湿度等因素,营造一个适合冷镦加工的环境条件,减少外部环境对钢材的影响,降低开裂的风险。
5.加强质量控制在冷镦加工过程中,加强对产品质量的检测和控制,对一旦发现开裂等质量问题,及时进行处理和改进,确保产品质量符合要求。
冷镦钢开裂是一个需要认真对待并加以解决的问题,只有深入分析其成因,并从原材料质量、加工参数、模具维护、加工环境和质量控制等方面进行全面改进,才能有效预防和减少冷镦钢的开裂现象,提高产品质量和生产效率。
冷镦钢质量问题分析及控制策略
冷镦钢质量问题分析及控制策略杨成鑫(厦门海洋职业技术学院,福建 厦门 361102)摘 要:冷镦钢广泛用于制造标准钢,如螺栓,螺母,螺钉和铆钉。
在冷镦钢生产实践中,通过对冷镦钢产生的各种质量问题进行分析和总结,提出了相应的控制策略和改进意见,以提高冷镦钢的产品质量,满足其生产和使用需求。
关键词:冷镦钢;质量问题;控制策略中图分类号:TG316 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)10-0279-2收稿日期:2019-10作者简介:杨成鑫,男,生于1984年,汉族,福建厦门人,本科,实验师,研究方向:金属与热处理。
由于冷镦钢具有很好的可塑性,要求在受力后可以产生较大的变形量,且承载后变形速度要快,所以要求冷镦钢应具有很高的压力加工性能和力学性能。
对于要求更高的此类零配件一般都是采用进口材料,国产冷镦钢则由于产品质量不足或不稳定,经常在加工或使用过程中发生表面开裂。
本文通过研究冷镦钢在加工或使用过程中常见的开裂原因,并针对性的给出改进的意见,希望可以促进质量的改进。
1 冷镦钢的质量问题分析1.1 化学成分1.1.1 碳含量冷镦钢的碳含量对其韧性有很大影响,如果碳含量超过标准,则在加工过程中容易破裂,因为碳含量过高则形成的片状珠光体越多,片状珠光体对钢的塑、韧性具有不利的影响。
所以,在生产过程中,应根据标准要求严格控制冷镦钢的碳含量。
1.1.2 其它元素硫和磷是钢中的有害元素,分别导致钢的冷、热脆性。
随着钢中氮含量的增加,钢的强度,硬度和脆性增加,但成形性和韧性显着降低,可焊性劣化。
另外,氢是钢中白点的根本原因,钢中的这些白点(小裂缝)引起氢脆化;氧在钢中主要以氧化物的形式存在,随着金属氧化物含量的增加,钢的塑性和韧性显着下降,此外,如果钢水的脱氧性差会导致连铸坯中的皮下气泡和表面孔隙增多,严重影响钢的质量[1]。
硅通常作为脱氧剂添加到钢中,少量的硅会增加钢的强度,但是大量的硅会对钢的形状和韧性产生不利影响。
冷镦不良和各对策
切断
冷锻不良和对策
切断
1 线材 滑移 2 线材外径不均匀
问题点 原因 对策
进料短 短移送 切断长度不均匀
切断变形
1 长度与直径的比例太小 2 切断模与刀具的间隙太大 3 切断模与刀具的内经太大 4 错误的进料提示 5 进料提示太硬 6 线材矫直机调整不当 损坏的剪刀 切断产品的废屑 碎屑 磨损
1 不正确的切断模与刀具的间隙 直径 2 刀具与套方向偏离 3 不锋利或不正确的切削刀 4 弯曲的线材
问题点 原因 对策
模具破损
冷锻不良和对策
主模破损
模具破损(长度方向)
1 过盈配合不足 2 插入内部模具外径太小 模具破损(横向的) 1 过盈配合太多 2 插入内部模具外径太大 过早的模具破损 1 一个模具在角落里 2 密闭的模具内进入润滑油 3 不正确的过盈配合 4 传输错误 5 模具设计不行(模具分割) 6 封闭式膨胀锻造过 7 模具与后面支架不当 8 错误加工比 9 模具材料太软或太硬
膨胀
冷锻不良和对策
膨胀
同心度控制 冲头尖部断裂
1 2 3 4 5 6 7 8 9 一次加工品偏心 最终冲头偏心 膨胀锻时进料太长(滑动冲头使用) 膨胀量太大 还要加冲头 转送满载 少许膨胀锻嵌入圆环 冲头夹具过于宽松 被圈闭的油
问题点 原因 对策
10 夹子移动控制不行
不一致填充或高度 1 2 滑动模具的滑动性不行 被圈闭的油
前方压出
冷锻不良和对策
前方压出
压出不充分
1 压出部分太长 2 不充分放空 3 ko pin和中间 ko pin 的太紧 4 加工速度太慢 5 线材表面 模具润滑 模具抛光 不行 6 面积减少率太高 弯曲压出 1 模具偏心 (开放压出)
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢指的是冷加工成形的高强度、高硬度钢材。
在冷镦加工过程中,冷镦钢往往会出现开裂的问题,导致产品质量下降。
对冷镦钢开裂成因进行分析并进行质量改进是十分必要的。
冷镦钢开裂的主要成因有以下几点:1. 材料本身质量问题:冷镦钢的质量直接影响其开裂情况。
如果冷镦钢的成分不合理,含有过多的硫、氧等有害元素,或者出现夹杂物、疏松等缺陷,都会导致冷镦钢开裂。
2. 冷镦钢表面氧化:冷镦钢在生产过程中长时间暴露在空气中,容易发生表面氧化。
氧化层的形成使得冷镦钢表面变得较硬,而内部仍保持较软的状态,从而产生内部应力,导致冷镦钢在加工过程中容易出现开裂。
3. 冷镦钢加工工艺问题:冷镦加工是一种高强度、高速度的变形加工,过高的变形应力和变形速率容易导致冷镦钢开裂。
如果冷镦钢的预加工不合理,例如切割时过于猛烈或内部缺陷未得到有效控制,也可能造成冷镦钢的开裂。
为了改进冷镦钢的质量,可以采取以下措施:1. 优化材料成分:合理选择冷镦钢的成分,控制有害元素含量,提升冷镦钢的纯度。
通过合理的炼钢工艺,减少夹杂物和疏松等缺陷的产生,提高冷镦钢的质量。
2. 控制加工工艺参数:合理控制冷镦加工的变形应力和变形速率。
通过调整加工工艺参数,减少冷镦钢的变形应力,降低开裂的风险。
3. 增强表面保护:在冷镦钢加工前,采取有效的措施对冷镦钢进行表面保护,防止氧化层的形成。
可以使用防氧化剂或涂覆防锈剂等方式,保持冷镦钢表面的光洁度和平滑度。
4. 提高预加工质量:在冷镦加工前,对冷镦钢进行必要的预加工,确保冷镦钢的形状完整、表面平整,并且要注意控制内部缺陷的产生。
合理的预加工有助于提高冷镦钢的质量,减少开裂的风险。
冷镦钢开裂是由于材料质量问题、表面氧化、加工工艺问题等多种因素导致的。
通过优化材料成分、控制加工工艺参数、增强表面保护和提高预加工质量等措施,可以有效改进冷镦钢的质量,降低开裂的风险,提升产品的质量水平。
影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制
影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制摘要:本文首先阐述了高线产品冷镦性能的影响因素,并重点探讨了高线冷镦钢产品顶锻开裂的控制措施。
关键词:高线;冷镦性能;因素;措施高线生产中,具体的影响因素会以不同形式影响产品冷镦性能,导致产品顶锻开裂。
为提高线材产品冷镦性能,需分析高线生产中具体影响因素的来源,并提出相应的控制措施。
一、高线产品冷镦性能的影响因素1、坯料表面缺陷1)坯料表面重皮。
钢锭浇注时,由于钢水的喷溅,铸锭表面会出现重皮。
经初轧开坯轧制,重皮更加隐蔽,很难找到,经酸洗后就会暴露出来。
在坯料表面未得到有效清理时,轧制后,重皮缺陷部分拉长,冷镦钢线材表面形成一个小而断续的裂纹源,影响产品冷镦性能。
2)坯料表面裂纹。
高速线材轧制可消除坯料表面在表面氧化及延伸作用下产生的细小裂纹;由于氧化层的存在,较大的裂纹无法通过压合消除,高线轧制后被拉长,残留在产品表面,冷镦钢线材表面形成细小且断续的裂纹,影响产品冷镦性能。
3)坯料表面尖锐过度。
例如,坯料表面重皮、裂纹等缺陷清理质量不高,造成坯料表面棱角锐利过度。
在高线轧制时,棱角会翻倒,由于热氧化层的存在,缺陷不能弥合并残留在冷镦钢制品表面,对产品的冷镦性能产生不利影响。
2、高线生产调整。
高线生产调整是影响产品冷镦性能的主要因素。
1)轧制压下量调整。
轧制过程中,若轧制压下量调整不当,轧件的延伸率分布不均匀,某道次压下量过大,造成过盈,轧件上会出现双侧耳子现象。
耳子经后续道次轧制后,成品上形成折叠,影响冷镦钢产品的冷镦性能。
冷顶锻检验中,缺陷表现为双侧对称通长纵裂或双侧对称断续微裂。
2)轧制中心线调整。
轧件上单侧耳子由轧件中心偏离轧制中心线或导卫偏离孔型引起。
在后续道次轧制后,耳子会在成品上发生折叠,从而影响线材产品冷镦性能。
冷顶锻检验时,缺陷为单侧通长纵向裂纹。
3)孔型轴向调整。
由于轧机轴向定位精度得不到保证或调整不当,导致轧件上的错辊压痕由错辊引起。
影响冷镦钢质量的因素及控制措施
影响冷镦钢质量的因素及控制措施前言冷镦钢是一种制造工业产品的重要材料,其在汽车、航空、船舶、建筑等领域有广泛应用。
任何一个制作出的产品,都有着相应的要求和标准,这就需要生产过程中对冷镦钢的质量进行控制。
本文将介绍一些影响冷镦钢质量的因素及相应的控制措施,以便提高生产效率和质量。
影响冷镦钢质量的因素原材料原材料的质量是影响冷镦钢质量的主要因素之一。
在采购原材料时,需要严格把关原材料的成分和成分比例,选择品质稳定的供应商。
另外,在生产过程中还需要对原材料进行检测,在保证原材料质量的前提下才能进行后续工序。
冷镦钢生产过程生产工艺的合理性直接关系到冷镦钢的质量。
首先,需要保证设备的正常运行。
如果设备出现故障,就会导致产品的不合格,增加产品的损失和成本。
其次,在生产过程中需要保持各个环节的配合和协调,包括材料的供给,操作的流程,加工工艺的各项参数的控制等。
工序控制不同的冷镦钢产品在加工过程中需要进行不同的工序控制。
比如,在肋骨钢棒的生产中,桥架的加工工序需要防止拉伸和折断,而钻孔的工序需要防止刀头摔落等。
因此,生产过程中需要制定受控条件和控制方法,对不同的工序进行逐一检测和控制,以保证原料的精度和产品的质量。
环境因素环境因素主要包括温度、湿度、气压等因素,这些因素都会对冷镦钢的加工和质量产生影响。
因此,在生产过程中需要确保温度、湿度、气压等环境因素的合理控制,避免因环境因素而产生的质量问题。
冷镦钢质量的控制措施原材料采购选择质量稳定的供应商,进行原材料检测,避免次品和废品的出现。
生产工艺在生产过程中加强设备维护和保养,确保生产设备的运转正常。
加强各项工序之间的协调和配合,确保生产过程中的顺畅,避免产生质量问题。
工序控制对不同的工序进行受控条件的制定和控制方法的确定,严格按照工艺流程进行生产,确保冷镦钢的加工过程的顺利进行。
环境控制严格控制环境因素,避免因环境因素产生的质量问题,保证生产环境的干净、整洁、通风。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢是一种应用广泛的铁素材料,主要用于制造汽车、机械设备等工业产品的零部件。
然而,在冷镦钢生产和加工过程中,有时会出现开裂现象。
开裂不仅会影响机械产品
的质量和性能,还会影响生产效率和企业的经济效益。
因此,分析冷镦钢开裂的成因,对
于提高冷镦钢的质量和生产效率有重要的意义。
冷镦钢开裂的成因主要有以下几个方面:
1.材料原因:冷镦钢的化学成分、组织结构、锻造工艺等都会影响其机械性能和开裂
倾向。
如果材料本身存在某些瑕疵,如夹杂、裂纹等,则会导致开裂。
2.工艺原因:冷镦钢的加工过程中,如果工艺参数控制不当,如温度、压力、速度等
不合适,也会导致材料的应力集中或变形不均匀,从而使材料发生开裂。
3.金属疲劳:长期受到循环载荷作用,会使材料的应力不断积累,当应力达到一定程
度时就会导致开裂。
对于冷镦钢开裂的问题,可以采取以下措施进行质量改进:
1.材料选择:选用质量稳定、杂质含量低、齐整的冷镦钢作为原材料,从而减少开裂
的发生。
3. 疲劳寿命管理:对于经常受到循环载荷作用的零部件,需要采取必要的疲劳寿命
管理措施,如合理的使用寿命预测和更换周期,定期检查和维护等,从而减少机械产品的
开裂情况。
总之,对于冷镦钢开裂问题,需要从材料、工艺和使用方面进行全方位的分析和控制,从而不断提高冷镦钢的质量和生产效率。
影响冷镦钢质量的因素及控制措施
影响冷镦钢质量的因素及控制措施冷镦钢,又称铆螺钢或冷顶锻钢,是利用金属的塑性,采用冷镦加工成型工艺生产互换性较高的标准件用钢。
冷镦钢产品广泛用于制造螺栓、螺母、螺钉等各类紧固件;另一重要用途是制造冷挤压零部件和各种冷镦成形的零配件,该用途是随着汽车工业发展起来的,逐步扩大到电器、照相机、纺织器材、冷冻机等领域.国内外冷镦钢生产概况1 国内冷镦钢我国冷镦钢的标准化工作起步较晚,尚未形成完整体系,冷镦钢用国家标准仅有3个:GB/T6478—2001《冷镦和冷挤压用钢》,GB/T4232—1993《冷顶锻用不锈钢丝》和GB/T5953—1999《冷镦钢丝》。
冷镦用钢的实物质量尚不能完全满足标准件行业要求,在一定程度上依赖进口。
据海关统计,我国每年进口的紧固件在12~13万t。
随着紧固件工业的迅猛发展,新钢种不断地开发和引进,对外的出口日益增多,汽车、石油、机械各行业的技术进步,对配套的紧固件提出许多新要求,不但是形式尺寸上的,而且是性能与可靠性上的,实际上是对紧固件材料提出更高的要求.我国紧固件行业发生了较大的变化,具体表现:(1)采用国外钢种牌号如10B22M,10B25LHC,MNB123H等,主要是出口订单上规定要使用的牌号;(2)同一牌号的钢种衍生出多个交货状态的品种,如SWRCH35K,有免退火、正火、退火+磷化交货,满足不同用户的需求;(3)大量采用合金、低合金钢种,以适合耐高温、耐高压、耐腐蚀的要求,如SNB5—7,SNB16(JIS4107—94),SNB21-24(JIS4108);(4)采用抗延时断裂用钢生产的钢结构用螺栓抗拉强度超过1200MPa.2 国外冷镦钢国外采用HNDS2制造12.9级螺栓(代替SCM440),延时破断有明显改进,采用45CrNiMoTi在1500MPa级别使用,其性能优于回火马氏体高强度螺栓,贝氏体钢很少见到有(晶界)碳化物析出,避免了穿晶破坏而发生的延时断裂.国外发达国家冷镦钢产业已基本形成规模,重点是根据用户的要求改善冷镦钢材料的质量性能,而产量无太大变化.日本大同为降低标准件材料成本和加工成本,推出了多种不锈钢螺栓和螺钉用钢;高周波钢业开发了一系列不锈冷镦钢新产品,利用设备优势推出SUS系列产品,大大提高了钢的冷镦性能;日本精线为适应建筑行业要求,开发了具有良好耐蚀和冷镦性能、通过淬回火硬化的马氏体冷镦钢。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是一种非常普遍的质量问题,经常在加工和使用过程中出现,给生产和使用带来了很大的困扰。
对冷镦钢开裂的成因进行深入分析,找出根本原因,通过质量改进措施,提高冷镦钢的质量,对于解决这一问题具有非常重要的意义。
一、冷镦钢开裂的原因1.1 金相组织不均匀冷镦钢在生产加工过程中,如果金相组织不均匀,会导致在冷镦加工过程中,内部应力集中,容易发生裂缝。
特别是在碳化深层不均匀或者套料不均匀等情况下,更容易导致冷镦钢开裂。
1.2 机械加工过程不当冷镦钢在机械加工过程中,如果加工参数设置不合理,如切屑不及时清理、切削速度过快或者刀具磨损严重等情况下,都会导致冷镦钢表面出现裂痕,并最终开裂。
1.3 材料质量不达标冷镦钢的质量问题也可能源自于材料的自身质量不达标。
如果采购到的冷镦钢材料含有太多的夹杂物、气泡或者夹杂物等,都会导致在冷镦加工过程中开裂的风险。
1.4 制程缺陷在冷镦钢的生产制程中,如果存在缺陷,比如温度控制不当、冷却速度过快、退火不均匀等情况下,都会导致冷镦钢表面或内部出现裂纹,最终导致开裂。
1.5 贮存条件不当对于冷镦钢来说,即使其质量本身较好,如果在贮存过程中受到了湿气或者氧化等情况下,都会导致表面产生锈蚀,进而导致冷镦钢在使用过程中开裂。
以上就是冷镦钢开裂的主要原因,通过对这些原因的深入分析,可以发现冷镦钢开裂是一个多方面因素综合作用的结果。
对冷镦钢的质量改进需要综合考虑多个方面的因素。
二、质量改进措施在冷镦钢生产的过程中,应该通过优化工艺流程、控制碳化深度、严格掌握套料的均匀性等手段,来优化冷镦钢的金相组织,确保其均匀性和完整性,降低内部应力集中的风险,从而降低开裂的概率。
2.2 严格控制机械加工参数在采购冷镦钢材料时,应该严格把控材料的质量,采用可靠的供应商,确保材料质量达标,避免过多的夹杂物和气泡等对冷镦钢质量的影响。
2.4 完善生产制程在冷镦钢的生产制程中,应该完善各个环节的工艺流程,确保温度控制的稳定性、冷却速度的均衡性、退火的均匀性等方面,最大限度地降低冷镦钢在生产制程中出现的缺陷和质量问题。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进【摘要】冷镦钢在生产和使用过程中常常出现开裂问题,严重影响产品质量和生产效率。
本文围绕冷镦钢开裂问题展开分析,并提出了相关的成因和改进方案。
通过详细的分析冷镦钢开裂的常见问题和成因,结合提高冷镦钢质量的措施和注意事项,指出了解决冷镦钢开裂问题的方法和提高产品质量的重要性。
通过本文的研究,可以为冷镦钢生产和应用提供参考,帮助生产厂家解决开裂问题,提高产品质量,提升竞争力。
有效地改善生产现状,促进工业发展。
【关键词】冷镦钢、开裂问题、成因分析、质量改进、措施、注意事项、解决方法、产品质量、重要性1. 引言1.1 冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦钢开裂是钢材生产过程中常见的问题,严重影响产品的质量和使用性能。
为了解决这一问题,需要对冷镦钢开裂的常见问题进行分析,并找出导致开裂的具体原因。
针对开裂问题,制定合适的质量改进方案和措施,以提高冷镦钢产品的质量和性能,减少开裂现象的发生。
冷镦钢开裂的常见问题主要包括内应力过大、组织非均匀、工艺控制不当等。
内应力过大会导致钢材在加工过程中产生裂纹;组织非均匀使得材料在受力时难以均匀变形,易发生开裂;工艺控制不当则会导致加工参数不合理,引起开裂问题。
针对冷镦钢开裂的成因分析,需要从原材料的选择、生产工艺、加工工艺等多个方面进行综合考虑。
在质量改进方面,可以通过优化材料配方、改善生产工艺、加强设备维护等方式来降低开裂风险。
加强质量管理,提高员工素质和技能培训,也是提高产品质量的重要举措。
在冷镦钢的生产过程中,需要特别注意加工温度、冷却速度、加工润滑等因素,以确保产品质量稳定。
通过制定合理的生产工艺流程和严格执行操作规程,可以有效减少开裂问题的发生,提高产品的质量和竞争力。
冷镦钢开裂问题需要系统分析其成因,并针对性地制定改进方案和措施,从而提高产品质量,满足市场需求,增强企业竞争力。
2. 正文2.1 冷镦钢开裂的常见问题,时间等等。
冷镦钢开裂是在生产和加工过程中经常遇到的问题,主要表现为钢材表面或内部出现裂纹,并且会影响产品的质量和使用寿命。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进1. 引言1.1 研究背景冷镦钢是制造各种紧固件、弹簧等产品所必不可少的材料,其质量直接影响着产品的使用性能和安全性。
在生产过程中,冷镦钢常常会出现开裂的现象,给生产带来困扰。
造成冷镦钢开裂的原因多种多样,可能是由于工艺参数控制不当、材料性能不达标、设备维护不到位等原因造成的。
针对冷镦钢开裂问题,相关部门和企业一直在进行改进和探索,但仍然存在许多难题有待解决。
我们有必要深入研究冷镦钢开裂的原因,寻找解决之道,提高冷镦钢的质量,确保产品的稳定性和可靠性。
本文旨在对冷镦钢开裂成因进行分析,并提出相应的质量改进措施,为冷镦钢生产提供参考和借鉴,促进冷镦钢产业的健康发展。
1.2 问题提出在冷镦钢生产过程中,开裂问题一直是一个困扰行业的重要质量难题。
冷镦钢开裂不仅影响产品质量,还会造成生产损失和资源浪费。
目前,虽然针对冷镦钢开裂问题进行了一定的研究和探讨,但相关解决方案仍然有待完善。
如何有效解决冷镦钢开裂问题,提高产品质量,提升生产效率,是当前亟待解决的问题。
对于冷镦钢开裂问题,主要表现为裂纹沿轧制方向扩展,严重影响产品的使用性能和寿命。
这个问题的存在往往直接关系到生产工艺、材料性能和设备状态等多个因素。
需要对冷镦钢开裂问题进行深入分析,找出造成开裂的根本原因,以便制定有效的改进措施。
解决冷镦钢开裂问题不仅仅是一项技术问题,更是关乎企业质量管理和经济效益的重要议题。
加强对冷镦钢开裂问题的研究和探讨,对于提高产品质量,降低生产成本,提升企业竞争力具有重要意义。
【内容已完结】.1.3 研究意义冷镦钢在工业生产中被广泛应用,但在生产过程中经常出现开裂现象,造成生产效率低下、质量不稳定等问题。
对冷镦钢开裂成因进行分析及质量改进具有重要的研究意义。
通过深入研究冷镦钢开裂的原因,可以帮助生产企业更好地了解开裂的机理和规律,有针对性地制定改进措施,提高产品质量和生产效率。
改进冷镦钢制造质量还能有效降低生产成本,提高企业竞争力,提升产品在市场的竞争力。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进
冷镦钢开裂成因分析及质量改进冷镦是一种重要的金属加工工艺,广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。
在冷镦过程中,如果出现钢材开裂现象,就会对产品的质量和生产效率造成严重影响。
分析冷镦钢开裂的成因并进行质量改进具有重要的意义。
本文将从冷镦钢的性质、加工工艺和设备方面,对冷镦钢开裂成因进行深入分析,并提出相应的质量改进措施。
一、冷镦钢开裂的成因分析1. 冷镦钢材的性质冷镦钢是一种特殊的金属材料,具有高强度、高韧性和高硬度的特点。
在冷镦过程中,由于受到外力和温度变化的影响,冷镦钢容易出现开裂现象。
冷变形和组织性能是导致开裂的主要原因之一。
冷变形会引起冷镦钢的内应力变化,如果内应力无法得到释放,就会导致钢材发生裂纹。
2. 加工工艺冷镦钢的加工工艺对开裂现象也有着重要影响。
在冷镦过程中,如果加工参数不合理或者操作不当,就会引起钢材的不均匀变形,从而导致开裂。
冷镦设备的质量和性能也会影响到冷镦钢的开裂情况。
3. 设备因素二、质量改进措施为了减少冷镦钢的开裂现象,可以优化冷镦钢的组织性能,以提高其耐冲击性和韧性。
具体操作方式包括采用适当的退火工艺和合理的工艺参数,以减少冷镦钢的内应力,从而降低开裂风险。
2. 合理调整冷镦工艺参数在冷镦钢的加工过程中,需要合理调整加工参数,避免过大的冷变形和不均匀的应力分布。
要注意加工过程中的润滑和冷却,以保证冷镦钢的表面质量和加工稳定性。
3. 加强冷镦设备的维护和管理冷镦设备的正常运转对冷镦钢的质量具有十分重要的作用。
为了降低冷镦钢的开裂风险,需要加强冷镦设备的维护和管理工作,确保设备的性能和稳定性。
4. 加强人员培训和操作规范在冷镦钢的加工过程中,操作人员的素质和操作规范也对产品的质量有着直接影响。
需要加强人员的培训,提高其操作技能和工艺素养,以减少操作不当对产品质量的影响。
冷镦不良和各对策
问题点 原因 对策
ห้องสมุดไป่ตู้ 冲头破损
冷锻不良和对策
冲头破损
头部断裂
1 冲头与冲头case的不匹配(偏心) 2 头部或填充区域靠后 3 冲头与冲头case的太紧 4 头部过大尾抓不足 尾部(加工部)断裂 1 冲头本身太紧 2 冲头偏离中心 3 传输错误
问题点 原因 对策
4 热处理或材料不当
5 同心度不足 6 空回转 角落剥落擦伤 1 边角太锋利 2 模具残留润滑油 3 面积减少过高,过低
后方压出
冷锻不良和对策
后方压出
同心度控制和深度偏差
1 一次成型偏心 2 3 4 5 6 7 8 9 冲头偏心与冲头中心凸起 一次成型品和模具太紧太松 孔深度太高 凹凸与不平坦的压出部偏心 冲头弯曲(超硬合金) 冲头前面角度太大 不正确润滑位置 冲头粗度和表面处理不行
问题点 原因 对策
冲头寿命 1 润滑排油模具 2 不正确模具润滑 3 冲头边角太锋利 4 材料不行 5 冲头底面厚度太薄
前方压出
冷锻不良和对策
前方压出
压出不充分
1 压出部分太长 2 不充分放空 3 ko pin和中间 ko pin 的太紧 4 加工速度太慢 5 线材表面 模具润滑 模具抛光 不行 6 面积减少率太高 弯曲压出 1 模具偏心 (开放压出)
问题点 原因 对策
2 不平坦压出部中心部
3 模具和材料的间隙太高 4 材料复原力- 使用直线矫正机 内部缺陷(chevron mark) 1 模具设计(角度,减面率) 2 原材料组织, 加工硬化影响 3 模具寿命管理
切断
冷锻不良和对策
切断
1 线材 滑移 2 线材外径不均匀
问题点 原因 对策
进料短 短移送 切断长度不均匀
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影响冷镦钢质量的因素及控制措施冷镦钢,又称铆螺钢或冷顶锻钢,是利用金属的塑性,采用冷镦加工成型工艺生产互换性较高的标准件用钢。
冷镦钢产品广泛用于制造螺栓、螺母、螺钉等各类紧固件;另一重要用途是制造冷挤压零部件和各种冷镦成形的零配件,该用途是随着汽车工业发展起来的,逐步扩大到电器、照相机、纺织器材、冷冻机等领域。
国内外冷镦钢生产概况1 国内冷镦钢我国冷镦钢的标准化工作起步较晚,尚未形成完整体系,冷镦钢用国家标准仅有3个:GB/T6478—2001《冷镦和冷挤压用钢》,GB/T4232—1993《冷顶锻用不锈钢丝》和GB/T5953—1999《冷镦钢丝》。
冷镦用钢的实物质量尚不能完全满足标准件行业要求,在一定程度上依赖进口。
据海关统计,我国每年进口的紧固件在12~13万t。
随着紧固件工业的迅猛发展,新钢种不断地开发和引进,对外的出口日益增多,汽车、石油、机械各行业的技术进步,对配套的紧固件提出许多新要求,不但是形式尺寸上的,而且是性能与可靠性上的,实际上是对紧固件材料提出更高的要求。
我国紧固件行业发生了较大的变化,具体表现:(1)采用国外钢种牌号如10B22M,10B25LHC,MNB123H等,主要是出口订单上规定要使用的牌号;(2)同一牌号的钢种衍生出多个交货状态的品种,如SWRCH35K,有免退火、正火、退火+磷化交货,满足不同用户的需求;(3)大量采用合金、低合金钢种,以适合耐高温、耐高压、耐腐蚀的要求,如SNB5-7,SNB16(JIS4107—94),SNB21-24(JIS4108);(4)采用抗延时断裂用钢生产的钢结构用螺栓抗拉强度超过1200MPa。
2 国外冷镦钢国外采用HNDS2制造12.9级螺栓(代替SCM440),延时破断有明显改进,采用45CrNiMoTi在1500MPa级别使用,其性能优于回火马氏体高强度螺栓,贝氏体钢很少见到有(晶界)碳化物析出,避免了穿晶破坏而发生的延时断裂。
国外发达国家冷镦钢产业已基本形成规模,重点是根据用户的要求改善冷镦钢材料的质量性能,而产量无太大变化。
日本大同为降低标准件材料成本和加工成本,推出了多种不锈钢螺栓和螺钉用钢;高周波钢业开发了一系列不锈冷镦钢新产品,利用设备优势推出SUS系列产品,大大提高了钢的冷镦性能;日本精线为适应建筑行业要求,开发了具有良好耐蚀和冷镦性能、通过淬回火硬化的马氏体冷镦钢。
爱知制钢公司开发了AUS系列冷锻用不锈钢,分为奥氏体(A)、铁素体(F)、马氏体(M)及沉淀硬化系列,其强度范围大,抗拉强度为400~1200MPa,且规格多。
进口冷镦线材具有良好的强塑性,优良的拉拔性能,断丝率较低。
晶粒大小仅为1~2μm,为国产中碳钢丝的1/10左右。
进口钢丝可能在热处理时并没有完全奥氏体化,而仅仅加热到奥氏体和铁素体的双相区进行保温后再冷却至室温,奥氏体化温度低,保温时间短,从而热处理后的组织细小,渗碳体尺寸较小,厚度较薄,分布均匀,呈现出进口钢丝特殊的“双相组织”。
冷镦钢的技术要求及主要工艺流程1 冷镦钢的技术要求冷镦钢盘条一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。
标准件对原材料尺寸精度要求比较严格,热轧钢材规格有限,尺寸精度也很难满足要求,所以标准件几乎全部采用冷拉钢丝作为原料,合格的冷镦钢丝必须满足以下要求。
(1)化学成分要求。
O,P,S等元素对钢中夹杂物的形态及数量、大小有决定性影响,所以要求控制其含量;对合金钢而言,硅、铝、锰等元素控制在中下限为宜,避免造成冷顶锻裂纹。
(2)表面质量。
标准件厂统计表明,冷镦开裂的80%是由钢丝表面缺陷造成的,如折叠、划伤、密集的发纹、局部微裂纹、结疤。
因此对线材表面质量要求很严,尺寸公差±0.20mm,不圆度<0.30mm,表面裂纹、划伤最深<0.07mm。
(3)脱碳。
表面脱碳造成螺栓表面强度降低,疲劳寿命大幅度下降。
平均脱碳层深度要求见表1。
表1 冷镦线材的脱碳层要求 mm(4)非金属夹杂物。
钢中非金属夹杂物含量高、尺寸大是造成标准件冷镦开裂的一个重要原因,尤其是非金属夹杂中B类和D类脆性夹杂,距钢丝表面愈近危害性越大,所以要求B类夹杂物距表层2mm之内应不大于15μm。
(5)金相组织。
冷镦钢的金相组织为铁素体+粒状珠光体,珠光体的晶粒尺寸和分布也是影响冷镦性能的因素,理想的组织是珠光体晶粒大小相近并均匀地分布在铁素体基体上。
珠光体不同显微组织冷镦性能从好到坏的排列次序为粒状珠光体、索氏体、细片状珠光体、片状珠光体。
(6)低倍组织。
冷镦钢丝对钢的低倍组织要求比较严,低倍检查不应有缩孔、分层、白点、裂纹、气孔等缺陷,对中心疏松、方框偏析、中心增碳等缺陷,不同钢种都有明确的级别规定。
(7)晶粒度。
冷镦钢丝内部组织不同于其它钢丝,晶粒度不是越细越好。
晶粒度太细,抗拉强度、屈服强度升高,变形抗力增大,对冷镦成型很不利。
除10.9级以上螺栓晶粒细、保证成品强度外,冷镦钢丝的晶粒度应控制在5~7级。
(8)冷镦性能。
冷镦性能好是指钢丝具有较低的变形抗力,能经受很大程度的变形而不产生裂纹。
一般认为以断面收缩率和屈强比作为衡量冷镦性能指标比较可靠。
合金钢的断面收缩率应不小于50%。
冷镦钢丝的屈强比小,冷镦性能相对要好,合金钢的屈强比应不大于0.70。
从冷镦性能角度考虑,钢丝的冷加工强化系数越低越好,即不易产生加工硬化。
高档次标准件对原料的质量要求:盘条具有较高的塑性指标、断面收缩率及延伸率;在冷塑性变形中,材料的变形抗力小,加工硬化率低,材料的屈强比小,盘条硬度适中,不要过高;盘条具有良好的表面质量,一定的表面粗糙度,不允许有折叠、裂纹等表面缺陷;钢的组织致密,无内部缺陷。
2 冷镦钢主要生产工艺冶炼冷镦钢的关键是要提高钢水的纯净度,降低钢水的非金属夹杂物含量。
钢水终点碳含量稳定在规定范围内是降低钢水氧化程度和减少钢水非金属夹杂的主要措施。
冷镦钢盘条生产的工艺流程:铁水→转炉→精炼炉→连铸→加热→高速线材轧制→高线控制冷却→成品检验→入库。
合金冷镦钢线材的生产工艺流程与碳素钢线材基本相同,但合金冷镦钢丝变形抗力较大。
为保证冷镦成型,球化退火是必不可少的,可获得比较理想的组织。
常用工艺路线:线材→冷拉→球化退火;线材→再结晶退火→冷拉→球化退火。
对冶炼工艺的要求:(1)新炉前20炉、补炉前3炉及新包第1炉不得冶炼冷镦钢;(2)出钢温度为1630~1660℃;(3)脱氧合金化,终脱氧加入硅铝钙钡合金;(4)钢包清洁无冷钢,钢包进行吹氩。
LF精练时间不少于35min,白渣保持时间不低于15min。
出钢温度:开浇(1585±5)℃,连浇(1567±5)℃。
出钢时喂CaSi线,并进行弱搅拌。
同时方坯表面不得有脱方、裂纹、重接、分层等缺陷。
影响冷镦钢质量的主要因素一般情况下,可将影响冷镦钢质量因素归纳为材料塑性、材料基体连续性、材料组织连续性和材料表面质量等。
根据对冷镦钢的质量检测,发现影响冷镦钢质量的因素主要有以下4个方面:钢的化学成分、坯料表面缺陷、设备调整、晶粒度和轧制工艺参数。
(1)化学成分的影响。
钢中硫、磷等杂质元素直接影响冷镦钢冷镦性能。
在冷镦钢的冶炼过程中针对不同钢种应去除相应杂质。
某些非金属夹杂破坏了钢的基体连续性,在静载荷和动载荷的作用下,往往成为冷镦钢裂纹的起点。
因此,应尽量降低钢中非金属夹杂物,同时对其进行处理(如钙化等),减少其在钢中的危害。
(2)坯料表面缺陷的影响。
坯料表面缺陷是产生冷顶锻开裂的裂纹源,主要形式有坯料表面重皮、裂纹、尖锐过度等。
在加工时,由于裂纹的存在引起应力集中,同时产生复杂的应力状态,导致裂纹扩张,最终冷顶锻开裂,因此,选用优质钢坯是提高冷镦钢质量的前提。
在轧制过程中存在严重的温度不均也会促使产品出现开裂现象。
(3)轧制过程中设备调整对冷镦钢性能的影响。
生产过程中各项轧制规程的制定是影响产品冷镦性能的主要因素,例如压下量、张力等的调整以及生产备件的装配和调整。
若轧制生产调整不当,使产品在轧制过程中产生折叠或划伤,破坏产品的表面,形成开裂的裂纹源。
因此,制定合理的轧制规程是提高冷镦钢质量的关键。
(4)晶粒度的影响。
晶粒度是衡量冷镦钢能否达到一定的综合性能的标准之一。
晶粒越细,其内部因应力集中引起的开裂的机会就越小,有利于冷顶锻等性能的提高。
细晶钢可以承受较大的变形量,具有较大的延伸率、断面收缩率、较好的塑性以及较高的韧性和强度。
因此要求在轧制过程中,奥氏体化温度不宜过高,保温时间不宜过长。
(5)轧制工艺参数的影响。
冷镦钢组织为铁素体+珠光体,其控冷关键是使奥氏体分解在适中的温度下进行,并且使分解转变的时间较长,以便得到适中的铁素体晶粒和少量的珠光体,提高冷镦钢的强度,并使塑性指标不致下降,获得较好的综合力学性能。
通过实施低温轧制(出钢温度930~950℃)、合理的吐丝温度(820~840℃,过低容易使轧件形成较大温度梯度,过高容易使晶粒异常长大)、较适中的冷却速度(斯太尔摩冷却丝入口辊道段速度13~15m/min)及集卷温度,使最终产品性能达到要求,如图1所示,符合铁碳基本组织成分与力学性能关系。
图1 铁碳基体组织成分与力学性能关系提高冷镦钢质量的主要措施国内冷镦钢生产中最大的问题就是如何解决在实际冷顶锻加工过程中镦头开裂。
针对冷镦钢的技术要求,结合影响冷镦钢性能的各项因素以及生产实际,在冷镦钢的生产中应采取如下措施:(1)严格按冷镦钢的标准控制钢的化学成分,优化材料组织,提高材料塑性,保证钢质性能的稳定,减少夹杂物对性能的危害,降低钢中有害元素的含量; (2)通过对冶炼、轧钢过程的控制,减少压下量、轧制道次以及翻钢次数,以获得均匀、细化晶粒组织,避免生产过程中皱折及由耳子产生的折叠,提高冷镦钢的综合力学性能;(3)选择适当轧辊和变形均匀的孔型系统,保证产品表面光洁,同时减少成品裂纹,提高生产备件质量,保证工艺要求;(4)严格控制加热温度、时间和炉内气氛,保持正压操作,减少表面烧损和表面脱碳;(5)加强钢坯验收和装炉前的质量检查,严格控制钢坯表面质量,尽量采用大断面的钢坯,增加由坯到材的总变形量。
结论我国冷镦钢生产企业通过设备引进和技术开发,冷镦钢生产规模和质量已取得一定的成果,但对于市场提出的技术要求,还需采取措施进一步提高产品质量。
(1)了解和掌握国内外冷镦钢的生产技术水平,借鉴国内钢厂的成功经验,通过大量技术研发,优化生产工艺和轧制规程。
(2)严格按照生产冷镦钢的技术标准,对化学成分、表面质量,钢坯质量等严格控制,避免出现开裂等缺陷。
(3)表面裂纹是导致冷镦钢冷顶锻开裂的主要因素之一,因此在生产过程中,要加强钢坯验收和装炉前的质量检查,同时采用合理的孔型系统和加热制度,提高产品质量。