粗軋粗磨工藝技術(shù)在高端鏡面裝飾用奧氏體不銹鋼產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用

車(chē)長(zhǎng)云

（天津太鋼天管不銹鋼有限公司，天津 300456）

在當(dāng)今不銹鋼冷軋產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域中，不銹鋼鏡面板已經(jīng)成為高端裝飾用途的主打產(chǎn)品。不銹鋼鏡面板生產(chǎn)機(jī)理：在冷軋不銹鋼板材的基礎(chǔ)上，通過(guò)研磨液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行研磨拋光，以消除表層鈍化層，使表面光線散射減弱，成像性提高，從而達(dá)到鏡面的效果。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電梯、家電、衛(wèi)浴、汽車(chē)裝飾條、產(chǎn)品LOGO設(shè)計(jì)、彩板等行業(yè)，具有美觀、經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)[1]。

在當(dāng)今鏡面產(chǎn)品研磨拋光設(shè)備、工藝成熟穩(wěn)定的前提下，冷軋不銹鋼2B表面質(zhì)量成為制約鏡面產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的決定性因素，而其中磨后鏡面表面的毛條、星點(diǎn)缺陷，又是典型的影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素。因此，改善冷軋不銹鋼2B表面質(zhì)量，減少毛條、星點(diǎn)缺陷的發(fā)生，提升表面細(xì)膩程度，已經(jīng)成為工藝技術(shù)改進(jìn)的必然發(fā)展方向。

1 工藝流程設(shè)計(jì)

現(xiàn)有傳統(tǒng)的鏡面以冷軋不銹鋼為基礎(chǔ)，采用熱軋白皮NO.1板直軋的方式，通過(guò)二十輥軋機(jī)加之一定的變形量，轉(zhuǎn)變?yōu)槔滠堄矐B(tài)狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)退火酸洗工藝處理，最后經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)平整、拉矯縱剪工序，完成2B表面狀態(tài)交庫(kù)。在現(xiàn)有技術(shù)工藝生產(chǎn)的條件下，2B成品鏡面研磨加工后出現(xiàn)毛條和星點(diǎn)缺陷的概率較高，加工后的8K鏡面產(chǎn)品只能用于普通裝飾板、結(jié)構(gòu)件用途，無(wú)法滿足高端鏡面板質(zhì)量需求。

本文闡述的工藝流程設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的熱軋白皮NO.1板直軋的方式。首先對(duì)NO.1板進(jìn)行小變形量粗軋，然后采用修磨機(jī)組砂帶對(duì)帶鋼表面進(jìn)行研磨處理，而后進(jìn)行精軋生產(chǎn)，旨在去除表面煉鋼、熱軋雜質(zhì)，降低粗糙度，進(jìn)而提升成品鏡面質(zhì)量。產(chǎn)品工藝流程如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品工藝流程圖

2 粗軋粗磨工藝技術(shù)分析以及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)防范

2.1 粗軋粗磨工藝技術(shù)分析

粗軋粗磨工藝中的粗軋工藝采用兩道次、10%～15%的變形量進(jìn)行軋制，工作輥表面粗糙度控制在0.3～0.5μm。粗軋軋制時(shí)，二十輥森吉米爾軋機(jī)一中間輥按照上輥橫向竄動(dòng)值60mm、下輥橫向竄動(dòng)值60 mm位置進(jìn)行預(yù)設(shè)。軋制過(guò)程中全部投用一中間板型自動(dòng)，后支撐齒條按照上平下凹進(jìn)行預(yù)設(shè)，并按照目標(biāo)曲線契合度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，板型調(diào)整如表1所示。粗軋質(zhì)量控制點(diǎn)應(yīng)保證軋硬態(tài)板型平整，無(wú)明顯中間浪以及雙邊浪異常，以為下道修磨研磨工序提供板型質(zhì)量保證。

表1 一中間、后支撐數(shù)值與粗軋硬態(tài)板型的對(duì)應(yīng)性

修磨粗磨工藝采用3組磨頭同時(shí)投用的方式，砂帶全部選用80#粗糙度型號(hào)，按照衰減砂帶卷數(shù)、時(shí)間以及由粗到細(xì)的原則，進(jìn)行磨頭砂帶工藝配比，將修磨研磨削量控制在0.010～0.015 mm，進(jìn)而對(duì)表面的附著性或壓入性的缺陷進(jìn)行磨削消除。最后通過(guò)調(diào)整磨頭電流壓力、導(dǎo)向輥傾斜值，以保證帶鋼表面研磨的均勻性[2]。單組修磨機(jī)工作運(yùn)行示意圖如圖2所示。

圖2 單組修磨機(jī)工作運(yùn)行示意圖

粗磨工藝的關(guān)鍵在于砂帶型號(hào)的選取以及不同修磨機(jī)之間砂帶的配比，再加以壓力電流進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)反復(fù)的工藝摸索調(diào)試，形成最佳的配比參數(shù)組合，在保證不產(chǎn)生再生缺陷的前提下，可以達(dá)到消除表面缺陷的目的[3]。具體配比參數(shù)如表2、表3所示，工藝要求使用80#衰減砂帶，以符號(hào)S表示衰減，在線研磨1卷的砂帶標(biāo)記為S1，以此類(lèi)推。

表2 砂帶型號(hào)選取以及電流配比

表3 不同修磨機(jī)砂帶粗糙度配比

2.2 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別防范

在新工藝的投入使用過(guò)程中，必然會(huì)有質(zhì)量波動(dòng)和缺陷的產(chǎn)生，做好質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，制定防范措施也是必然之舉。

2.2.1 修磨痕

修磨痕是指在粗磨加工過(guò)程中，由于表面研磨不均勻，砂帶表層的砂礫組織在帶鋼表面產(chǎn)生劃傷紋路，此種紋路在粗磨后第二軋程軋制到出成品時(shí)均無(wú)法消除，從而遺留到成品表面而形成的質(zhì)量缺陷。一般此類(lèi)缺陷的產(chǎn)生原因分為兩種，一種是由于砂帶表面粗糙度過(guò)大，在帶鋼表面產(chǎn)生一定深度縱向紋路，經(jīng)過(guò)60%～70%變形量無(wú)法軋制消除；另一種是在單機(jī)架磨頭研磨過(guò)程中，由于砂帶擺動(dòng)不規(guī)律或砂帶邊部磨損較大，在研磨的帶鋼邊部產(chǎn)生波浪狀缺陷。修磨痕缺陷為評(píng)價(jià)粗磨工藝質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素，也是決定高端鏡面裝飾用不銹鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量的首要條件。

針對(duì)修磨痕缺陷，通過(guò)控制磨后帶鋼表面粗糙度值進(jìn)行消除，并將帶鋼表面粗糙度值作為檢驗(yàn)表面質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及實(shí)物表面質(zhì)量情況統(tǒng)計(jì)，將表面粗糙度值Ra≤0.5μm作為標(biāo)準(zhǔn)衡量參數(shù)。

2.2.2 擦劃傷

本研究所選用的粗軋粗磨工藝生產(chǎn)的原料為厚度范圍在4.0～6.0 mm的NO.1表面鋼卷，通過(guò)10%～15%的變形量軋制后，表面狀態(tài)變?yōu)橛矐B(tài)材，具有高強(qiáng)度的材料特性，無(wú)法通過(guò)修磨機(jī)組的校平輥完全改善板型，因此對(duì)粗軋板型要求十分嚴(yán)格。當(dāng)鋼卷板型控制不良時(shí)，在修磨機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，存在與鋼結(jié)構(gòu)、主動(dòng)輥發(fā)生擦劃傷缺陷的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。擦劃傷缺陷一旦產(chǎn)生，因多數(shù)存在肌瘤形態(tài)，在后面精軋工序時(shí)無(wú)法完全消除，會(huì)導(dǎo)致成品質(zhì)量不能滿足合格品標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 異物壓入

修磨機(jī)組的托輥、導(dǎo)向輥以及脫脂段擠干輥均為海波龍橡膠材質(zhì)，經(jīng)過(guò)粗磨后的帶鋼表面溫度為40～50℃，在長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，膠輥表面存在磨損掉膠的問(wèn)題，膠粒附著在帶鋼表面，卷取帶入鋼卷中，在精軋時(shí)產(chǎn)生異物壓入類(lèi)缺陷。此外，如果帶鋼表面的修磨殘留物質(zhì)處理不干凈，也會(huì)產(chǎn)生此類(lèi)缺陷。

對(duì)于異物壓入的問(wèn)題，機(jī)組應(yīng)該通過(guò)將輥面狀態(tài)納入日常點(diǎn)檢項(xiàng)目、合理規(guī)劃更換周期、修磨機(jī)出口增加刮油條等措施，以保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3 實(shí)際使用效果分析

3.1 內(nèi)部質(zhì)量分析

應(yīng)用粗軋粗磨工藝生產(chǎn)高端鏡面裝飾用產(chǎn)品生產(chǎn)以來(lái)，產(chǎn)品的投料命中率得到明顯改善，尤其是受帶鋼表面的線鱗、粗糙度影響的命中率改善效果更為明顯，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 常規(guī)投料與粗軋粗磨投料命中率對(duì)比 %

3.2 客戶使用情況調(diào)研

通過(guò)電話聯(lián)系、現(xiàn)場(chǎng)走訪等形式深入了解市場(chǎng)客戶的使用情況，全流程跟蹤用戶加工拋光效果，重點(diǎn)跟進(jìn)市場(chǎng)客戶長(zhǎng)期反饋的線鱗、砂眼、星點(diǎn)、粗糙等頑固性問(wèn)題，經(jīng)過(guò)客戶反復(fù)拋光驗(yàn)證，并掌握終端客戶對(duì)產(chǎn)品的使用加工情況，使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到預(yù)期效果，滿足了客戶對(duì)技術(shù)的需求。

4 結(jié)語(yǔ)

采用粗軋粗磨工藝技術(shù)生產(chǎn)的高端裝飾用奧氏體不銹鋼產(chǎn)品為高溢價(jià)產(chǎn)品，可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)附加值。產(chǎn)品質(zhì)量已通過(guò)公司內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)、客戶加工質(zhì)量檢驗(yàn)、終端成品使用檢驗(yàn)形成閉環(huán)的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)成熟穩(wěn)定、生產(chǎn)批量制造、市場(chǎng)客戶滿意認(rèn)可的目的，最終使產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電梯、家電、衛(wèi)浴、汽車(chē)裝飾條、產(chǎn)品LOGO設(shè)計(jì)、彩板等行業(yè)。