冷軋汽車外板輥壓印缺陷成因與控制措施

高 凱

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東 日照 276800）

0 引言

冷軋汽車外板應(yīng)用于車門、前蓋、車頂?shù)绕囃飧采w件，直接影響消費(fèi)者的購買心理[1]。因此，汽車外板對表面質(zhì)量的要求，在各類各級別冷軋板和鍍鋅板中是最嚴(yán)格的[2]，需要達(dá)到FD 級別。對于汽車外板表面質(zhì)量的控制，主要包括表面缺陷、粗糙度和清潔度等關(guān)鍵特性，控制起來難度非常大，很容易造成較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

冷軋汽車外板表面質(zhì)量的主要缺陷有輥印、壓印和色差等。作為流程最長、工藝最為復(fù)雜、表面質(zhì)量要求最高的冷軋工序，汽車外板表面缺陷的控制難度大，產(chǎn)品改判降級的風(fēng)險(xiǎn)高[3]。某公司在連退產(chǎn)線生產(chǎn)汽車外板過程中，多次出現(xiàn)因輥印、壓印缺陷導(dǎo)致外板降級，影響外板交付。對物料準(zhǔn)備、設(shè)備狀態(tài)、通道清潔、軋輥質(zhì)量及物流過程易產(chǎn)生輥壓印缺陷的環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)防控制，是降低外板輥壓印缺陷的有效措施。

1 輥壓印缺陷特征及產(chǎn)生原因分析

1.1 輥壓印缺陷特征

輥壓印缺陷主要是因產(chǎn)線輥系、帶鋼通道黏附異物及軋輥本身缺陷等，導(dǎo)致帶鋼表面出現(xiàn)凹凸、壓痕或色差狀印痕[4]，一般分為沿軋制方向周期性缺陷和無特定周期缺陷。周期性輥壓印缺陷主要是由產(chǎn)線張力輥、轉(zhuǎn)向輥、爐輥、活套輥、軋機(jī)工作輥和平整機(jī)工作輥等輥面異物、缺陷復(fù)印至帶鋼表面造成。無特定周期輥壓印缺陷主要是帶鋼通道中掉落、黏附的異物，或者鋼卷運(yùn)輸過程中的次生損傷而產(chǎn)生的缺陷。

某公司冷軋產(chǎn)線生產(chǎn)汽車外板時(shí)發(fā)生頻率最高的輥壓印缺陷主要有以下三種：一是具有嚴(yán)重手感的凹凸?fàn)钶亯河?，如圖1 所示。二是油石打磨后可見，無手感的圓點(diǎn)狀輥壓印缺陷，一般大小為1～10 mm，如圖2 所示。三是無手感，呈現(xiàn)1 mm 寬度，20～60 mm長度的細(xì)條狀輥壓印缺陷，如圖3 所示。

圖1 凹凸?fàn)?/p>

圖3 細(xì)條狀

1.2 主要輥壓印缺陷產(chǎn)生原因分析

凹凸?fàn)钶亯河∪毕輰儆趪?yán)重缺陷，出現(xiàn)此類缺陷后均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品降級，此缺陷一般為異物黏附輥面產(chǎn)生。主要有以下三種產(chǎn)生形式：一是熱軋邊部翹皮缺陷，主要在熱軋帶鋼邊部150 mm 以內(nèi)，延軋制方向呈條狀分布，表面存在FeO、FeS 等夾雜物。在軋機(jī)軋制過程中，邊部金屬鐵屑脫落，與乳化液混合后黏附在工作輥表面，產(chǎn)生周期性凹凸?fàn)钊毕?。二是原料表面存在夾雜缺陷。在軋制過程中，夾雜物充分暴露[5]，與基體結(jié)合力較弱的夾雜物在軋制、平整或退火爐內(nèi)易脫落，并黏著在輥面上，從而產(chǎn)生輥壓印缺陷。三是帶鋼通道清潔性差，軋機(jī)、平整機(jī)機(jī)架或輥系表面的硬質(zhì)異物掉落并黏附于輥面而產(chǎn)生缺陷。

圓點(diǎn)狀輥壓印缺陷屬于較輕微缺陷，對于表面質(zhì)量要求嚴(yán)格的外板會(huì)降級。此類缺陷一般由質(zhì)地較軟的異物黏附在輥系表面產(chǎn)生周期性輥壓印，最為常見的是帶鋼通道清潔性較差，在活套入口喉口位置，因質(zhì)檢通道封閉不到位，灰塵、異物等積聚掉落到帶鋼表面，形成輥壓印。也有退火爐高溫區(qū)爐輥表面金屬粉末、高強(qiáng)鋼Mn、Si 等析出共晶產(chǎn)物黏附在輥面，產(chǎn)生輥壓印缺陷。

細(xì)條狀輥壓印缺陷屬于較嚴(yán)重缺陷，不符合汽車外板表面技術(shù)要求。此類缺陷主要是原料存在細(xì)條狀?yuàn)A雜，在酸軋軋制、連退平整過程中，該夾雜與帶鋼基體結(jié)合較強(qiáng)，并未脫落，整個(gè)夾雜缺陷復(fù)印到工作輥上，再由工作輥復(fù)印到帶鋼表面，呈現(xiàn)細(xì)條狀色差輥印缺陷，且隨著工作輥軋制里程增加，該缺陷出現(xiàn)一段距離后逐漸消失。

2 輥壓印缺陷的預(yù)防控制措施

針對外板生產(chǎn)輥壓印缺陷，某公司冷軋產(chǎn)線組建專題攻關(guān)小組，建立“三確認(rèn)一預(yù)防”的外板生產(chǎn)管控工作制度，執(zhí)行物料準(zhǔn)備確認(rèn)、設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)、軋輥質(zhì)量確認(rèn)以及物流次生缺陷預(yù)防等管控措施，通過外板生產(chǎn)百分制監(jiān)督執(zhí)行，有效降低了輥壓印缺陷，提高了外板交付質(zhì)量。

2.1 物料準(zhǔn)備確認(rèn)

針對酸軋?jiān)蠆A雜/重皮、異物壓入等易造成酸軋軋機(jī)傷輥的問題，一方面重點(diǎn)開展原料質(zhì)量檢查把關(guān)、缺陷信息完整記錄傳遞等工作，另一方面利用表檢儀檢查原料表面記錄，將對應(yīng)傷輥缺陷錄入傷輥圖譜中，由技術(shù)人員對酸洗段人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，通過軋機(jī)操作人員進(jìn)行預(yù)控，輥壓印改判。同時(shí)，酸軋工序優(yōu)化排產(chǎn)，選擇計(jì)劃內(nèi)無缺陷、寬度較汽車外板寬60 mm 以上的卷作為汽車外板前導(dǎo)料，以“寬料試輥”保證外板目標(biāo)料表面質(zhì)量。

建立酸軋表檢反查制度，連退工序外板生產(chǎn)前，將外板生產(chǎn)計(jì)劃編排完成后立即反饋酸軋工序，酸軋作業(yè)區(qū)由技術(shù)人員對外板及前行料缺陷情況進(jìn)行二次確認(rèn)，并反饋缺陷情況至連退工序。連退工序依照酸軋復(fù)查缺陷對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，對原料缺陷進(jìn)行細(xì)致標(biāo)注，方便連退質(zhì)檢對缺陷進(jìn)行確認(rèn)，對存在嚴(yán)重缺陷，可能造成傷輥的鋼卷提前安排替換。

2.2 設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)

結(jié)合設(shè)備更換周期，固化外板生產(chǎn)前檢修制度，酸軋工序重點(diǎn)清理軋機(jī)機(jī)架內(nèi)油泥，對機(jī)架間噴嘴、擠干輥等進(jìn)行全面檢查或更換。連退工序重點(diǎn)清理平整機(jī)機(jī)架油泥、確認(rèn)吹掃效果，檢查刮刀等。檢修結(jié)束后，對關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行檢查確認(rèn)，保證設(shè)備狀態(tài)滿足外板生產(chǎn)百分制要求。

建立外板生產(chǎn)通道清潔評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，針對帶鋼通道異物掉落導(dǎo)致的輥壓印缺陷風(fēng)險(xiǎn)，采取細(xì)化帶鋼通道清理責(zé)任制，每月檢修對帶鋼通道衛(wèi)生進(jìn)行專項(xiàng)清理，保持外板生產(chǎn)期間帶鋼通道衛(wèi)生，百分制評價(jià)合格后，方可組織外板生產(chǎn)。推進(jìn)產(chǎn)線轉(zhuǎn)向輥、張力輥氣囊刮刀升級工作，如圖4 所示，新式氣囊刮刀壓力可調(diào)，每支刮刀均可以攢動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，投用撤出無震動(dòng)，可在操作室內(nèi)遠(yuǎn)程一鍵投用，為及時(shí)消除輥壓印提供了可靠支持。

圖4 氣囊式刮刀裝配示意圖

2.3 軋輥質(zhì)量確認(rèn)

汽車外板軋輥質(zhì)量直接影響產(chǎn)品表面質(zhì)量，不合格的軋輥會(huì)導(dǎo)致汽車外板因色差、輥壓印等缺陷而被批量改判。因此，加工高質(zhì)量的汽車外板軋輥是確保外板表面質(zhì)量的重中之重。通過開展軋輥加工全流程管控，建立磨削—毛化—鍍鉻—上機(jī)等軋輥確認(rèn)制度，確保高質(zhì)量軋輥，提高外板表面質(zhì)量。

1）優(yōu)化磨削工藝控制，對汽車板基輥采用“三?！蹦ハ鞑僮鞣ǎ床捎脤Ｓ密堓?、專用砂輪和專用磨削液濃度，保證基輥輥面質(zhì)量，建立高質(zhì)量軋輥磨削關(guān)鍵點(diǎn)控制表，如表1 所示。

表1 高質(zhì)量軋輥磨削關(guān)鍵點(diǎn)控制表

2）優(yōu)化EDT 毛化通放電參數(shù)，針對高質(zhì)量軋輥采用“雙重毛化”工藝，提高粗糙度均勻性，粗糙度波動(dòng)由±10%降至±5%，避免粗糙度波動(dòng)造成的色差。同時(shí)，增強(qiáng)毛化后的粗糙度保持能力。

3）針對軋輥運(yùn)輸、輥面清洗、電解脫脂、輥面電鍍和包裝運(yùn)輸?shù)确矫?，?biāo)準(zhǔn)化軋輥鍍鉻流程，確保軋輥鍍鉻過程質(zhì)量。

4）優(yōu)化軋輥流轉(zhuǎn)及使用流程，增加輥面質(zhì)量確認(rèn)環(huán)節(jié)，全程管控軋輥物流，掐斷問題輥上機(jī)路徑，保證軋輥表面質(zhì)量合格。

2.4 物流次生缺陷預(yù)防

汽車外板成品下線后，物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)易產(chǎn)生輥壓印缺陷，通過優(yōu)化打捆操作、吊運(yùn)加裝護(hù)具和鞍座增加膠墊等措施，預(yù)防外板壓印缺陷產(chǎn)生。

1）在緩存庫內(nèi)設(shè)置汽車板專用鞍座，并鋪設(shè)PE板減輕鞍座印。

2）吊運(yùn)外板卷必須使用護(hù)具，避免天車夾鉗夾傷。

3）用3M膠帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼卡子，消除帶尾因卡子造成的壓印。

4）制定《盲區(qū)打磨檢查制度》，在出口轉(zhuǎn)向輥處進(jìn)行倒帶打磨，確保出口包角輥及各膠輥輥面正常無異物。

3 結(jié)論

輥壓印缺陷作為一種直接影響汽車外板表面等級的重要缺陷，制約著高表面等級汽車外板的成材率。本文通過對汽車外板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的輥壓印缺陷進(jìn)行分析，從原料質(zhì)量、通道清潔等方面分析輥壓印產(chǎn)生原因，通過建立“三確認(rèn)一預(yù)防”的外板生產(chǎn)管控工作制度，執(zhí)行物料準(zhǔn)備確認(rèn)、設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)、軋輥質(zhì)量確認(rèn)以及物流次生缺陷預(yù)防等管控措施，有效降低輥壓印缺陷，提高外板交付質(zhì)量。