SUS430不銹鋼帶熱處理表面屈服紋產(chǎn)生原因及預(yù)防控制措施

王 哲 肖銳銳 李保全

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

前言

目前各個(gè)不銹鋼帶沖壓公司為實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本要求,加之受到國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)變化影響,原來(lái)使用SUS304材料做電腦以及Pad顯示器邊框的沖壓件,現(xiàn)在正被SUS430材料所取代。公司根據(jù)市場(chǎng)變化,積極開(kāi)發(fā)SUS430不銹鋼鋼帶并已打開(kāi)市場(chǎng)初具規(guī)模。前期生產(chǎn)SUS430鋼帶在光亮退火后表面產(chǎn)生屈服紋,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量,尤其是成品在經(jīng)過(guò)平整以后,其屈服紋越發(fā)明顯(如下圖示)。經(jīng)過(guò)不斷探索,目前已解決了SUS430不銹鋼薄帶連續(xù)退火后的屈服紋問(wèn)題。下面從幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)分析。

1 連續(xù)臥式退火爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)SUS400系鐵素體不銹鋼帶熱處理表面出現(xiàn)屈服紋的影響

連續(xù)臥式退火爐最大的特點(diǎn)就是“連續(xù)”和“臥式”。對(duì)于“連續(xù)”的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)就是在馬弗爐出入側(cè)各設(shè)置了一個(gè)活套,同時(shí)增加生產(chǎn)線的長(zhǎng)度,為防止跑偏,需要設(shè)置多組糾偏輥；對(duì)于“臥式”的特點(diǎn)來(lái)說(shuō),需要克服鋼帶在爐內(nèi)的下垂影響,因此,需要相對(duì)于立式爐更大的爐內(nèi)張力和密封壓力,而且,當(dāng)馬弗罐長(zhǎng)度大于10 米時(shí),需在爐內(nèi)安裝碳素托輥,這些結(jié)構(gòu)對(duì)屈服紋都將產(chǎn)生影響。

1.1 活套的影響 為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性以及工藝的穩(wěn)定性,即在鋼帶焊接或者上下卷時(shí)仍需要保持光亮退火生產(chǎn)線上的鋼帶按原工藝速度運(yùn)行,因此就必須在馬弗爐前后各設(shè)置一個(gè)鋼帶暫存裝置——活套。為了保證焊接以及上下卷的正常工作時(shí)間,一般活套是有多組上下導(dǎo)向輥組成,通過(guò)提升活套上導(dǎo)向輥增加上下導(dǎo)向輥的距離,實(shí)現(xiàn)鋼帶存儲(chǔ)功能。為防止鋼帶跑偏就在其中間位置設(shè)置一組糾偏輥,輥通過(guò)偏轉(zhuǎn)鋼帶來(lái)實(shí)現(xiàn)糾偏。這樣鋼帶一邊受力較大產(chǎn)生延伸,造成可能出現(xiàn)屈服紋。根據(jù)公司生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),由于未退火的SUS430硬度較高,因此馬弗爐前一般不會(huì)產(chǎn)生屈服紋；但出了馬弗爐后,由于SUS430鋼帶經(jīng)過(guò)退火變軟,在出側(cè)活套糾偏處極易出現(xiàn)屈服紋,為減少?gòu)埩Φ挠绊?一般單位張力設(shè)置在3—4千克/mm2。張力過(guò)小容易出現(xiàn)鋼帶跑偏現(xiàn)象,過(guò)高的話屈服紋路明顯影響產(chǎn)品質(zhì)量。而且屈服紋會(huì)隨著張力的增加而變密變長(zhǎng),可達(dá)到邊部50毫米以內(nèi)都會(huì)出現(xiàn),此屈服紋特點(diǎn)為長(zhǎng)而密集、紋路方向交錯(cuò),與密封裝置、碳素輥等原因產(chǎn)生的紋路有明顯不同,比較好區(qū)分。因此在設(shè)定好活套張力后需要及時(shí)檢查鋼帶上下表面邊緣是否存在屈服紋,出現(xiàn)后及時(shí)調(diào)整張力,可完全消除。

1.2 爐前爐后密封裝置的影響 爐前爐后采用氣缸壓緊毛氈密封機(jī)構(gòu)是目前通用的做法,即爐口上下毛氈分別與鋼帶上下表面接觸,再由氣缸將上下密封輥壓緊毛氈起到防止保護(hù)氣外泄、阻止空氣進(jìn)入的密封作用。此密封機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作靈活。但是由于下壓驅(qū)動(dòng)氣缸一般只在一側(cè),另一側(cè)采用操作手柄以便轉(zhuǎn)動(dòng)毛氈。因此,用于轉(zhuǎn)動(dòng)毛氈的那一端較松弛,造成SUS430鋼帶驅(qū)動(dòng)側(cè)和工作側(cè)兩邊受力不同,張力分配不均勻,形成縱向屈服紋。由于緩冷區(qū)溫度接近常溫,因此由密封裝置受力不均產(chǎn)生的屈服紋一般在馬弗爐內(nèi)形成,這種屈服紋具有短小、密集于鋼卷邊部成九十度夾角的特點(diǎn),所以可以根據(jù)此特點(diǎn)來(lái)判斷產(chǎn)生原因。對(duì)此可以在毛氈密封輥設(shè)置微調(diào)裝置,用于調(diào)整兩側(cè)毛氈密封輥的行程,從而實(shí)現(xiàn)兩側(cè)壓力相同,保證鋼帶表面受力均勻。

1.3 爐體碳素托輥的影響 正常使用的馬弗罐爐內(nèi)碳素托輥均處于水平狀態(tài),與鋼帶同步轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)鋼帶不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。但是爐體變形會(huì)使個(gè)別的碳素輥不在水平狀態(tài),即碳素輥驅(qū)動(dòng)側(cè)與工作側(cè)高度不一致,這樣會(huì)在兩個(gè)碳素托輥之間產(chǎn)生“扭勁”,“扭勁”會(huì)在鋼帶上產(chǎn)生與密封裝置受力不均勻相同的屈服紋,因此,馬弗罐安裝前需要校準(zhǔn)碳素托輥的水平度,從而避免產(chǎn)生屈服紋。

1.4 設(shè)備各輥磨損老化的影響 由于臥式連續(xù)光亮退火爐生產(chǎn)線較長(zhǎng),大量使用導(dǎo)向輥和張緊輥,當(dāng)各輥表面橡膠出現(xiàn)磨損老化現(xiàn)象時(shí),使得各個(gè)輥面受力不均衡,因此,需要及時(shí)更換老化的各輥,尤其是輥面出現(xiàn)裂紋,失去橡膠原有彈性而且受力面小的,必須更換。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),一般3-5年更換一次。

2 爐內(nèi)張力的影響

爐內(nèi)張力過(guò)大都是SUS430 產(chǎn)生屈服紋的一個(gè)重要因素。張力過(guò)大,SUS430鋼帶過(guò)拉,屈服紋會(huì)更加明顯。此時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少?gòu)埩墒骨y消除或減輕,要想從根本上解決問(wèn)題,需要保證退火前鋼帶板型較好、溫度和速度匹配。

3 結(jié)論

市場(chǎng)目前走勢(shì)來(lái)看想盡可能地用SUS430替代SUS304產(chǎn)品,因此在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)踐不斷摸索,提前做好預(yù)防應(yīng)對(duì),特別是控制好爐內(nèi)張力、出側(cè)活套張力、密封與板型,只要應(yīng)對(duì)得當(dāng),就一定能減輕或完全避免的。