剝皮銀亮棒材表面缺陷淺析

張永妍，王 強(qiáng)，王劉濤

(埃斯科特鋼有限公司 安徽馬鞍山 243001)

隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，汽車、航空、高端裝備制造等行業(yè)對(duì)原料的要求越來(lái)越高。銀亮材具有精度高、表面無(wú)缺陷，良好的機(jī)械性能[1]-[3]，是各種高端制造行業(yè)的最優(yōu)原材料。埃斯科特鋼棒材深加工生產(chǎn)線主要生產(chǎn)彈簧鋼、軸承鋼、齒輪鋼等剝皮銀亮棒材，規(guī)格范圍為φ10 mm-φ40 mm。在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，棒材表面會(huì)產(chǎn)生馬氏體、震痕、劃痕、螺旋紋等缺陷[4]，嚴(yán)重影響棒材疲勞壽命。因此，有效的防止剝皮銀亮材的表面缺陷是銀亮材生產(chǎn)的關(guān)鍵。

1 表面缺陷類型淺析

1.1 表面馬氏體

表面馬氏體是指在加工過(guò)程中剝皮銀亮棒材表面產(chǎn)生的一層“白層”，如圖1。針對(duì)疑似馬氏體組織的出現(xiàn)與馬鋼技術(shù)中心進(jìn)行了分析，分析認(rèn)為有兩種原因：一是該組織為加工硬化誘發(fā)馬氏體，在500℃時(shí)，由于外應(yīng)力作用珠光體發(fā)生形變導(dǎo)致晶格畸變，誘發(fā)馬氏體。二是由于棒材剝皮時(shí)，刀具與棒料摩擦產(chǎn)生高溫，棒材表面珠光體迅速奧氏體化，后經(jīng)乳化液快速冷卻，抑制了奧氏體擴(kuò)散性分解，產(chǎn)生馬氏體。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中加大乳化液流量、降低棒材的進(jìn)給速度，可以有效的抑制表面馬氏體的產(chǎn)生。

圖1 表面馬氏體組織

1.2 螺旋紋

螺旋紋是指在銀亮材加工過(guò)程中，表面出現(xiàn)螺旋狀的紋絡(luò)，如圖2所示。由圖可知，螺旋紋為連續(xù)過(guò)渡界面，無(wú)應(yīng)力集中區(qū)；螺旋紋深度最大為17.4μm。該缺陷影響剝皮材的表觀質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成疲勞斷裂。在生產(chǎn)過(guò)程要防止此類表面缺陷的產(chǎn)生，磨削和碾光是解決此類缺陷的有效途徑。埃斯科特鋼根據(jù)生產(chǎn)的需要，配置了一條砂帶磨生產(chǎn)線，從而有效的避免了此類缺陷的產(chǎn)生。

圖2 表面螺旋紋

1.3 劃痕、震痕

劃痕是指硬物在銀亮材表面造成一條或多條連續(xù)或斷續(xù)的直線形溝槽，如圖3所示。震痕是指在銀亮材剝皮或矯直過(guò)程中，棒材由于四向震動(dòng)在某一固定位置出現(xiàn)較密集的不規(guī)則劃痕，如圖4所示。劃痕是由于在生產(chǎn)過(guò)程中來(lái)料過(guò)大或設(shè)備中的突起點(diǎn)與棒材表面接觸造成一條或多條連續(xù)或斷續(xù)的劃傷。因此在生產(chǎn)過(guò)程中要定期點(diǎn)檢設(shè)備，防止劃傷的出現(xiàn)。震痕是由于棒材的倍尺長(zhǎng)度較短的情況下，棒材進(jìn)入剝皮機(jī)后抖動(dòng)，刀具在棒材某一固定位置出現(xiàn)較密集的不規(guī)則劃痕。

圖3 劃傷表面缺陷

圖4 震痕表面缺陷

1.4 燒傷

燒傷是指棒材表面的黑色燒痕，如圖5所示。燒傷是由于在剝皮的過(guò)程中拉料小車出現(xiàn)故障停止前進(jìn)，刀具在同一位置切削時(shí)間太長(zhǎng)，熱量增加對(duì)棒材造成燒傷，出現(xiàn)黑色的燒痕。

2 結(jié)論

在棒材深加工生產(chǎn)過(guò)程中，棒材表面會(huì)產(chǎn)生馬氏體、螺旋紋、震痕等各種類型缺陷。

圖5 燒傷表面缺陷

針對(duì)棒材表面馬氏體缺陷，是由于棒材表面加工硬化，誘發(fā)馬氏體組織。

針對(duì)螺旋紋、劃傷、震痕、燒傷等表面缺陷，是由于棒材加工過(guò)程中機(jī)械損傷造成的。