略談噴氣織機(jī)筘片用不銹鋼帶的質(zhì)量控制

宿登峰，薛 婷

(山東能源重裝集團(tuán) 乾元不銹鋼制造有限公司，山東 新泰 271222)

略談噴氣織機(jī)筘片用不銹鋼帶的質(zhì)量控制

宿登峰，薛 婷

(山東能源重裝集團(tuán) 乾元不銹鋼制造有限公司，山東 新泰 271222)

為保證噴氣織機(jī)筘片用不銹鋼帶的質(zhì)量，進(jìn)一步滿足國內(nèi)中高端紡織企業(yè)對噴氣織機(jī)的質(zhì)量要求，從硬度、厚度、機(jī)械性能、板型、翹曲度、表面粗糙度等方面分析筘片用不銹鋼帶的技術(shù)要求和質(zhì)量控制要求；重點(diǎn)闡述鋼帶的原料成分、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率及維氏硬度等力學(xué)性能及相關(guān)優(yōu)化控制。指出：鋼帶去應(yīng)力效果主要依靠張力回火設(shè)備(TA爐)保證；尺寸控制采用四柱式二十輥軋機(jī)，配備γ射線測試儀器；軋機(jī)板型控制的軋制工藝采用大張力軋制；不銹鋼帶質(zhì)量控制良好是保證鋼帶板型優(yōu)良、尺寸精度高、機(jī)械性能穩(wěn)定、滿足紡織用筘片要求的前提。

筘片；不銹鋼帶；技術(shù)要求；質(zhì)量控制；板型；精度；機(jī)械性能

0 引言

當(dāng)前，國內(nèi)中高端紡織企業(yè)對新型噴氣織機(jī)的

需求量越來越大，異形筘作為噴氣織機(jī)關(guān)鍵器材，其筘片所用不銹鋼帶一度全部依賴進(jìn)口。近年來，國內(nèi)異形筘片用精密不銹鋼帶的制造水平迅速提高，制造的鋼帶板型優(yōu)良、尺寸精度高、機(jī)械性能穩(wěn)定，耐磨損性、耐銹蝕性、強(qiáng)度、剛度、色澤、沖切性、制成率等方面均已達(dá)到進(jìn)口水平，噴氣織機(jī)筘片用不銹鋼帶基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

1 筘片用不銹鋼帶的技術(shù)要求

1.1 硬度要求

不同厚度筘片對不銹鋼帶硬度要求不同，且因沖床模具的差異，同一尺寸規(guī)格的鋼筘，不同企業(yè)對其鋼帶的硬度要求也略有不同，總體要求見表1。

表1 筘片厚度與硬度的對應(yīng)關(guān)系

鋼帶厚度h/mm維氏硬度/HV0.2以下510以上0.2～0.3480～5100.3～0.4430～4900.4～0.5400～4300.5以上370～400

1.2 厚度要求

筘片厚度公差及同條差的要求因厚度規(guī)格而異，具體見表2。

表2 筘片厚度允許偏差

單位：mm

1.3 機(jī)械性能要求

鋼帶必須經(jīng)過完全去應(yīng)力處理，保證沖制、拋光研磨不變形。當(dāng)鋼帶縱向和橫向的抗拉強(qiáng)度一致性、屈服強(qiáng)度一致性均不低于90%時(shí)，具有良好的耐沖壓、拋光性能。鋼帶的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率按表3規(guī)定[1-4](鋼帶厚度小于0.3 mm時(shí)表3僅作參考)。

表3 12Cr17Ni7鋼帶屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率指標(biāo)

交貨狀態(tài)冷軋狀態(tài)(TR)屈服強(qiáng)度/MPa,≥抗拉強(qiáng)度/MPa,≥延伸率/%1/2H3/4HHEHSEH5107451030127514509301130132015701740≥10≥5———

1.4 板型要求

對于任意寬度鋼帶，其垂直于軋制方向的最大平面度公差不得大于0.5 mm。

1.5 翹曲度要求

翹曲度是指鋼帶表面長度或?qū)挾确较蛘w的平

整程度。長度方向翹曲高度S不大于10 mm、寬度方向無翹曲。

1.6 表面粗糙度要求

一般要求鋼帶表面粗糙度Ra值不大于0.25 μm。鋼帶表面粗糙度越小，越有利于鋼帶的拋光與使用，因此，在保證質(zhì)量的情況下應(yīng)盡量降低其表面粗糙度值[5]。

2 質(zhì)量控制

2.1 原料控制

為滿足筘片性能及硬度要求，在原料選用方面，優(yōu)先選擇太原某鋼廠制301鋼，厚度大于0.3 mm的材料可選用張家港某鋼廠制普通301鋼。原材料成分見表4，性能要求見表5。

表4 301鋼化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)

單位：%

表5 鋼材料性能要求

屈服強(qiáng)度/(N·mm-2),≥抗拉強(qiáng)度/(N·mm-2),≥延伸率/%,≥維氏硬度/HV22552040195～205

2.2 性能均勻性控制

2.2.1 退火性能控制

筘片用料要求鋼帶表面維氏硬度均勻性要好，硬度偏差應(yīng)控制在±30 HV以內(nèi)。硬度均勻性主要取決于退火軟化處理工藝，退火后的晶粒度控制在9級～11級，成品軋制后硬度、均勻性均可達(dá)要求[6]。選取某一控制批次中間品鋼帶，退火參數(shù)驗(yàn)證見表6。

表6 某一控制批次中間品鋼帶退火參數(shù)

項(xiàng)目屈服強(qiáng)度/(N·mm-2),≥抗拉強(qiáng)度/(N·mm-2),≥延伸率/%,≥硬度/HV標(biāo)準(zhǔn)值20552022≤210實(shí)測值38088023197 注:產(chǎn)品厚度為0.511mm;溫度為1100℃;TV值為7(mm·m/min);露點(diǎn)溫度為-38.9℃。

2.2.2 拉矯性能均勻性控制

拉矯機(jī)械性能主要受延伸率的影響，通過對不同延伸率的設(shè)定，進(jìn)行機(jī)械性能及硬度對比，在保證表面質(zhì)量的前提下，延伸率較大為好。不同延伸率設(shè)定值下的拉矯機(jī)械性能見表7。

表7 不同延伸率設(shè)定值下的拉矯機(jī)械性能

延伸率設(shè)定值/%1.01.2屈服強(qiáng)度/(N·mm-2)15801650抗拉強(qiáng)度/(N·mm-2)16951730延伸率/%4.02.5

2.2.3 去應(yīng)力性能控制

去應(yīng)力效果主要靠張力回火設(shè)備的性能來保證，一般有罩式爐與TA爐兩種，二者去應(yīng)力效果對比見表8。

表8 罩式爐與TA爐去應(yīng)力效果對比

設(shè)備板型硬度均勻性屈強(qiáng)比罩式爐主要靠冷拉矯改善板型,去應(yīng)力后板型改善不明顯均勻性差,內(nèi)圈與外圈硬度偏差大0.80TA爐板型較好,在溫度冷拉矯板型的基礎(chǔ)上有較大改善前后硬度均勻,偏差小,在±20HV以內(nèi)0.92

由表8可看出，TA爐相比罩式爐有較明顯優(yōu)勢，在板型、硬度均勻性、屈強(qiáng)比等方面均有較大改善，去應(yīng)力效果更好。

2.3 尺寸控制

軋機(jī)采用日本神戶制鋼公司的四柱式軋機(jī)，該軋機(jī)具有機(jī)架傾斜的特點(diǎn)，針對軋制原料為楔形材料，使整個(gè)板面受力均勻，減小兩側(cè)尺寸差，保證尺寸精度。

軋機(jī)測厚儀采用γ射線，測量精度為±0.005 mm，γ射線具有半衰期長、測量穩(wěn)定的特點(diǎn)，能有效保證軋制精度[7]。

為保證產(chǎn)品精度，定期對γ射線進(jìn)行校正，我公司質(zhì)量部門制作尺寸規(guī)格為100 mm×100 mm 的SUS301試片，厚度為0.1 mm～0.6 mm，樣片各點(diǎn)厚度精度控制在0.003 mm以內(nèi)，用于校驗(yàn)軋制鋼帶實(shí)際精度控制情況，及時(shí)核對軋機(jī)測厚儀的精度，使軋制過程滿足鋼筘材料精度控制范圍，經(jīng)過多個(gè)批次的跟蹤驗(yàn)證收到良好效果。

2.4 板型優(yōu)化控制

2.4.1 軋機(jī)板型控制

四柱式軋機(jī)對于改善板型作用重大，板面橫向受力均勻，避免了由于局部受力大造成的波浪問題。

工作輥徑差控制在0.01 mm以內(nèi)，避免由于徑差大造成軋輥速度不同步，影響板型的問題。

通過不斷探索與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，得出采用大張力軋制工藝可改善板型質(zhì)量，尤其是對高硬度產(chǎn)品具有較大的改善效果[8]。在軋制過程中第一道次入側(cè)及出側(cè)分別采用單位張力為196 N/mm2、294 N/mm2的軋制張力，后續(xù)道次軋制張力遞增的軋制模式，使軋制板型得到較好控制。

2.4.2 拉矯板型控制

拉彎矯直設(shè)備改善板型的主要參數(shù)為壓下量、傾斜量及延伸率。壓下量的調(diào)整主要是改善縱向板型，傾斜量及延伸率的調(diào)整主要改善橫向板型。拉矯后的板型質(zhì)量要求縱向翹曲高度小于5 mm，橫向板型浪高控制在1.5 mm以內(nèi)，去應(yīng)力后方能符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。

2.5 表面粗糙度的控制

在冷軋過程中需保證使用的軋輥表面粗糙度Ra值約為0.1 μm，我公司采用拋光輥軋制，保證了鋼帶表面粗糙度。

3 結(jié)論

筘片用不銹鋼帶性能、尺寸及板型要求很高，其質(zhì)量保證貫穿于各制造環(huán)節(jié)，只有將各個(gè)環(huán)節(jié)管控好，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量符合技術(shù)條件以及使用要求。我公司軋制的精密筘片用不銹鋼帶的尺寸控制精度高，實(shí)際誤差可控制在0～0.005 mm，體現(xiàn)了二十輥軋機(jī)保證精度的先進(jìn)性和板型控制的穩(wěn)定性；TA連續(xù)張力回火工藝不僅保證了鋼帶內(nèi)應(yīng)力的均勻性，而且鹽霧試驗(yàn)顯示材料的耐腐蝕性能優(yōu)良，其硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等機(jī)械性能符合技術(shù)要求。通過對筘片的工藝質(zhì)量控制，積累了實(shí)現(xiàn)精密軋制的經(jīng)驗(yàn)，提升了筘片用不銹鋼帶的生產(chǎn)質(zhì)量管控水平。

[1] GB/T 3280—2015，不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶[S].

[2] GB/T 20878—2007，不銹和耐熱鋼牌號及化學(xué)成分[S].

[3] JIS G 4305—2005，不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶[S].

[4] JIS G 4313—2011，彈簧用冷軋不銹鋼帶[S].

[5] 潘純久.二十輥軋機(jī)及高精度冷軋鋼帶生產(chǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[6] 李成.不銹鋼實(shí)用手冊[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[7] 宿登峰，孫慎剛，袁彬.冷軋噴氣鋼筘用不銹鋼帶的質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(30)：104-106.

[8] 丁建剛，胡保全，高小芬.冷軋不銹鋼生產(chǎn)過程質(zhì)量控制[J].軋鋼，2001，18(4)：43-46.

Quality Control of the Stainless Steel Strip for Reed Fabrication on Air-jet Loom

SU Dengfeng,XUE Ting

(Shandong Energy Heavy Industry Group Qianyuan Stainless Steel Manufacturing Co.,Ltd.,Xintai 271222,China)

To ensure quality of the stainless steel strip for reed fabrication on the air-jet loom for further demand of the quality requirements of the high-end domestic textile enterprises on quality requirements of air-jet loom,analysis is done to the tech-requirements including hardness,thickness,mechanical properties,shape,warpage and surface roughness in terms of technical requirements for stainless steel strip for reed fabrication and quality control requirements.Highlight is given to the raw material compositions of the steel strip,yield strength,tensile strength,elongation rate and Vickers hardness and other mechanical properties and optimization.It is pointed out that stress removal of the strip mainly depends on the tension of tempering equipment(TA);size control using tetrastyle twenty-roller mill equipped with a gamma ray measurement instrument.The high tension rolling mill uses rolling process of plate shape control.Stainless steel strip with good quality control ensures the steel strip plate with excellent mechanical properties,high precision,and stability for textile reed fabrication.

reed;stainless steel strip;technical requirements;quality control;shape;accuracy;mechanical properties

2016-09-10

宿登峰(1968—)，男，山東寧陽人，高級工程師，主要從事精密不銹鋼帶的生產(chǎn)與研究。

TS103.82+4

B

1001-9634(2017)01-0027-03