不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化锈蚀的影响

热轧钢筋在运输和储存过程中其表面会产生锈蚀,影响钢筋的使用及外观质量。分析了钢筋表面锈蚀产生的原因,利用扫描电镜和电子背散射衍射技术,对比了轧后空冷、气雾冷却和穿水冷却工艺下钢筋的抗锈蚀性能,分析了不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化铁皮厚度和结构的影响。结果表明:钢筋表面锈蚀与其表面氧化铁皮厚度、结构和完整性有关,与空冷及穿水冷却相比,气雾冷却工艺通过优化冷却路径,可以获得厚度为10~20 μm、主要由FeO+Fe₃O₄构成的致密复合氧化铁皮,能够对钢筋基体起到保护作用,从而能够延缓钢筋表面生锈,并降低生产成本。     

冲压用结构钢热轧酸洗板生产工艺研究

针对低碳结构钢热轧酸洗板表面氧化铁皮缺陷问题,从加热工艺、精轧轧制润滑以及工作辊冷却等方面分析了不同生产工艺参数对板坯表面质量的影响;研究了钢卷下线入库不同的存放方式对钢卷表面氧化铁皮结构的影响。通过对板坯加热时间、出炉温度的控制,精轧轧制润滑给油量的优化,以及更换精轧工作辊水嘴型号从而增大工作辊冷却水量以保证轧辊表面质量,钢卷入库后采用风机快冷等措施,可以减少热轧酸洗板表面氧化铁皮,有效提高产品表面质量。     

在线淬火中厚板表面氧化铁皮的控制与改善

钢板表面的氧化铁皮不仅影响产品外观质量,在轧制和矫直过程中还会导致氧化皮压入缺陷。采用控制轧制和直接淬火（DQ）工艺,研究了不同的淬火温度与终冷温度对低合金高强钢板表面氧化铁皮的影响,分析了钢板表面氧化铁皮结构及其脆化的原因。试验表明,通过增加除鳞道次并不能有效改善氧化铁皮,精轧轧制温度与轧后加速冷却过程对氧化铁皮结构具有显著影响,高冷速条件下通过降低精轧轧制温度与淬火温度,能够得到以FeO为主要成分的氧化铁皮,其具有良好的塑性并且分布均匀,避免了淬火后强力热矫直时氧化铁皮破碎并压入基体的问题,钢板抛丸后表面光洁。     

卷取温度和随后的冷却方式对65Mn钢板表面质量的影响

热轧65Mn钢板表面常存在粉化的氧化皮，导致酸洗后钢板表面有色差。为解决这一问题，研究了热轧后在不同温度卷取随后以不同方式冷却的65Mn钢板发生表面氧化的原因。结果表明：热轧后在700～730℃卷取随后坑冷的65Mn钢板表面氧化皮粉化最严重，而热轧后在600～620℃卷取随后空冷的65Mn钢板表面氧化铁皮粉化最轻微，这是因为较高的卷取温度使钢板表面发生了较严重的脱碳和晶间氧化，晶界耐蚀性降低，酸洗过程中产生色差；热轧后在600～620℃卷取随后空冷的65Mn钢板表面晶间氧化深度从20μm下降至小于5μm,脱碳程度明显减轻，晶界耐蚀性提高，酸洗后色差减少。     

小压下率冷轧过程中低碳钢氧化铁皮断裂行为研究

针对免酸洗新工艺中采用小压下率冷轧或平整工艺，试验研究了不同压下率冷轧前后SPHC带钢操作侧（OS侧），中间部位，驱动侧（DS侧）3个位置表面和截面的氧化铁皮形貌和厚度，以及氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为。结果表明，试验钢热轧后冷却过程中的热应力使其表面氧化铁皮产生裂纹，且卷取后的冷却速率会对表面氧化铁皮结构产生较大影响；采用10%冷轧压下率时，带钢表面出现较多氧化铁皮块状脱落和粉化脱落现象，表面质量破环严重；采用5%冷轧压下率时，带钢表面仅出现少量氧化铁皮块状脱落，大部分氧化铁皮达到只开裂不剥落状态；氧化铁皮在常温下塑性较差，在冷轧后氧化铁皮厚度未发生随钢基体明显变薄的协同变形。     

小压下率冷轧过程中低碳钢氧化铁皮断裂行为研究

针对免酸洗新工艺中采用小压下率冷轧或平整工艺，试验研究了不同压下率冷轧前后SPHC带钢操作侧（OS侧），中间部位，驱动侧（DS侧）3个位置表面和截面的氧化铁皮形貌和厚度，以及氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为。结果表明，试验钢热轧后冷却过程中的热应力使其表面氧化铁皮产生裂纹，且卷取后的冷却速率会对表面氧化铁皮结构产生较大影响；采用10%冷轧压下率时，带钢表面出现较多氧化铁皮块状脱落和粉化脱落现象，表面质量破环严重；采用5%冷轧压下率时，带钢表面仅出现少量氧化铁皮块状脱落，大部分氧化铁皮达到只开裂不剥落状态；氧化铁皮在常温下塑性较差，在冷轧后氧化铁皮厚度未发生随钢基体明显变薄的协同变形。     

热轧时钢铁材料高温氧化铁皮的研究进展

钢在热轧过程中发生氧化反应产生大量氧化铁皮,这不仅浪费钢铁资源而且影响其表面质量和耐蚀性,有效地控制氧化铁皮的厚度和结构是迫切需要解决的问题。本文主要从钢中的合金元素和热轧工艺两方面入手,介绍了钢在不同热轧条件下产生氧化铁皮的形态结构和形成机理。重点介绍了合金元素和终轧温度、卷取温度及冷却速度对氧化铁皮的厚度和结构的影响,并对各种条件下氧化铁皮的显微结构和厚度进行了分析,从而能够对氧化铁皮的生成和其引起的各种表面缺陷进行有效的控制。     

高强船板花斑缺陷的形成机理及影响因素研究

通过SEM和热轧实验研究了高强船板花斑缺陷的形成机理及影响因素。结果表明:花斑由抛丸后残留的氧化铁皮构成。氧化铁皮与基体接触的界面凸凹不平、氧化铁皮厚度不均匀是形成花斑的主要原因。降低钢中Si和Mn的含量可减少加热过程中硅橄榄石和锰橄榄石的形成,增加钢板的可除鳞性,减少钢板表面氧化铁皮残留。提高轧制温度和终冷温度可有效减小氧化铁皮与基体界面接触长度。采用ACC(层流冷却)冷却方式,抛丸效果较好。     

热轧酸洗板氧化铁皮缺陷原因分析及控制措施

针对热轧表检仪不能有效识别的片状、条状、山水画状、边部粗糙酸洗氧化铁皮缺陷,介绍了其形貌特征,对热轧工艺中的影响因素进行了分析和排查,得到了缺陷的形成原因。回炉板坯重复入炉加热,氧化铁皮的生成量将会增加,容易造成酸洗后片状氧化铁皮缺陷。除鳞水压力、喷射角度、喷射面重叠量及除鳞道次对二次氧化铁皮破除能力不足时,容易产生酸洗后条状、山水画状氧化铁皮缺陷。同时,粗轧工作辊轧制公里数较长、中间坯温度过高也会对山水画状氧化铁皮缺陷有一定的影响。热轧带钢终轧或卷取温度较高,薄规格带钢板形较差时,会造成酸洗后带钢边部粗糙氧化铁皮缺陷。为此,对板坯加热工艺、粗轧及除鳞工艺、精轧及层冷工艺进行了优化,大大降低了酸洗板氧化铁皮缺陷的发生率,提高了产品表面质量。     

基于Matlab的中厚板轧后冷却过程温度场数值研究

基于Matlab数值计算,对中厚板轧后冷却问题进行了研究,得到了中厚板随时间变化的温度场分布,分析了钢板厚度、终轧温度、冷却水温度、平均水流密度、钢板含碳量和冷却方式对钢板表面和芯部温度、终冷温度的影响。结果表明,钢板芯部与表面的温差,在空冷阶段先增大后趋于平稳;在层流冷却阶段随着冷却时间的增加不断增大;在返红阶段在较低的范围内趋于平稳。在相同的冷却时刻,随着钢板厚度的增大,钢板表面温度、芯部温度以及芯部与表面的温差均增大;随着终轧温度的降低和平均水流密度的增大,钢板表面和芯部终冷温度均降低。随着钢板含碳量的增加,其表面温度并不总是降低。与单水冷过程相比,间歇式冷却使钢板芯部与表面的温差更小,钢板温度均匀性更好,其对应的热应力也较小。同时,得到了终冷温度与钢板厚度、终轧温度、冷却水温度和平均水流密度的拟合关系式,结果表明钢板终轧温度对钢板终冷温度的影响最为显著,其次是钢板厚度和平均水流密度,冷却水温度对其影响较小。     

Q355B钢板火切后窄板料变形原因分析及控制措施

针对Q355B钢板火焰切割(火切)后窄板料产生翘曲、侧弯等变形缺陷的问题,检测了Q355B钢板残余应力。结果表明:Q355B钢板火切后窄板料变形是成品钢板中存在较大残余应力和残余应力不均匀而导致的。因此,对不同轧制、冷却工艺生产的Q355B钢板的残余应力进行了检测,发现返红温度低是钢板残余应力显著增大、残余应力波动较大的主要原因。为此,提出了采用控轧不控冷工艺,控制钢板终轧温度在780～810 ℃,在确保钢板性能的前提下,避免了钢板因控冷产生较大的残余应力及残余应力波动。同时,针对采用不控冷工艺生产的Q355B钢板屈服强度不足或余量不够的问题,对Q355B钢板的C、Mn含量进行优化调整。采用上述措施后,保证了钢板力学性能,并将钢板残余应力控制在150 MPa 以下,整板最大残余应力波动由182.3 MPa降至26.45 MPa,使钢板的不平度小于2 mm·m^-1,满足了用户的要求。     

切削参数对纯铁车削表面粗糙度的影响

为提高纯铁材料精加工时的表面质量,在相同冷却润滑方式下进行不同切削参数条件下的切削试验,分析不同切削工艺参数对已加工纯铁表面质量的影响规律。结果表明:不同切削参数造成的切削温度变化是影响粗糙度的主要因素,而进给量以及切削深度对加工表面的最大轮廓高度产生了较大影响。试验结果对纯铁精加工采用合适的切削参数以提高表面质量具有重要意义。     

线材表面红色浮锈成因分析及控制措施

针对线材产品表面红色浮锈问题,根据实际生产不同规格、不同钢种线材表面红色浮锈的宏观特征,统计分析了产品规格、轧制速度、终轧温度、吐丝温度、冷却水水质等工艺参数对成品线材表面红色浮锈的影响。分析得出：红色浮锈并非由后续三次氧化铁皮演变而成,是线材表面附着的氧化铁皮微粒在高温下与水和氧气的反应产物。工艺参数对线材表面红色浮锈影响的实质是影响线材表面氧化铁皮微粒与水和氧气反应的外部条件。因此,需要在减少反应物数量、减少反应时间、降低反应温度、减弱冷却水中带电离子的催化作用等方面对生产工艺进行改进。提出了通过增加二次氧化铁皮吹扫装置、改善冷却水水质、在冷却水中加入药剂以中和带电离子,以及优化轧制过程温度制度等措施来减少线材表面红色浮锈。     

基于微量润滑的微铣削单晶高温合金表面粗糙度研究

以单晶镍基高温合金DD98材料为研究对象,搭建微量润滑冷却系统微铣削平台。对比微量润滑和干切削冷却条件下,微铣削工艺参数对表面粗糙度的影响机制和规律。结果表明:在微量润滑冷却条件下,单晶高温合金的表面粗糙度获得较大提升;两种不同冷却方式条件下,微铣削表面粗糙度均随着主轴转速的升高而减小,随着进给速度的增加在克服尺度效应后缓慢增大,随着背吃刀量的增加而增大。     

中厚板轧后冷却圆形喷嘴射流冲击行为分析

在中厚板轧后冷却过程中,喷嘴的射流冲击形式和钢板表面积水层深度对冷却能力有着重要影响。本文利用ANSYS Fluent软件进行模拟仿真,研究了相同口径的圆形喷嘴,在不同倾斜角度、入口速度的条件下,射入不同积水层深度的水流场,分析了水流场中的流速及对钢板表面的冲击压强的变化趋势,得出初始流速、钢板表面积水层深度对射流钢板冷却冲击的影响关系。结果表明：喷嘴倾角越大,初始速度越大,钢板表面的积水层越薄,射流冲击钢板表面的压强值越大,冷却能力越强。     

–50 ℃冷风条件下抛光硬质合金刀片加工TC4钛合金的表面粗糙度分析

目的提高硬质合金刀片加工TC4钛合金的表面质量。方法利用化学机械抛光技术对传统磨削的硬质合金刀片分别进行粗抛、半精抛和精抛处理,运用正交试验法,在常温干切和–50℃冷风条件下,分别采用传统磨削的硬质合金刀片(磨削刀片)与化学机械抛光的硬质合金刀片(抛光刀片)进行切削TC4钛合金正交试验,利用方差分析法分析切削参数对已加工表面粗糙度Ra的影响。运用多元线性回归方法建立磨削刀片、抛光刀片在常温干切和–50℃冷风条件下切削TC4钛合金已加工表面粗糙度Ra的经验预测模型。结果硬质合金刀片前刀面通过粗抛、半精抛和精抛后,刀片前刀面的表面粗糙度Ra为19 nm。当切削参数相同时,磨削刀片在–50℃冷风条件下切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度,比常温干切条件下平均降低了35.9%;抛光刀片在–50℃冷风条件下切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度,比常温干切条件下平均降低了43.5%。在常温干切条件下,抛光刀片比磨削刀片切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度平均降低了19.2%;在–50℃冷风条件下,抛光刀片比磨削刀片切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度平均降低了28.7%。抛光刀片在–50℃冷风条件下切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度Ra,比磨削刀片在常温干切条件下切削TC4钛合金的已加工表面粗糙度Ra平均降低了54.4%。结论采用对硬质合金刀片表面进行化学机械抛光技术和以–50℃冷风为切削介质的组合工艺,可有效降低TC4钛合金已加工表面粗糙度。     

Refrigerated cooling air cutting of difficult-to-cut materials

One approach to enhance machining performance is to apply cutting fluids during cutting process. However, the use of cutting fluids in machining process has caused some problems such as high cost, pollution, and hazards to operator's health. All the problems related to the use of cutting fluids have urged researchers to search for some alternatives to minimize or even avoid the use of cutting fluids in machining operations. Cooling gas cutting is one of these alternatives. This paper investigates the effect of cooling air cutting on tool wear, surface finish and chip shape in finish turning of Inconel 718 nickel-base super alloy and high-speed milling of AISI D2 cold work tool steel. Comparative experiments were conducted under different cooling/lubrication conditions, i.e. dry cutting, minimal quantity lubrication (MQL), cooling air, and cooling air and minimal quantity lubrication (CAMQL). For this research, composite refrigeration method was adopted to develop a new cooling gas equipment which was used to lower the temperature of compressed gas. The significant experimental results were: (i) application of cooing air and CAMQL resulted in drastic reduction in tool wear and surface roughness, and significant improvement in chip shape in finish turning of Inconel 718, (ii) in the high-speed milling of AISI D2, cooling air cutting presented longer tool life and slightly higher surface roughness than dry cutting and MQL. Therefore, it appears that cooling air cutting can provide not only environment friendliness but also great improvement in machinability of difficult-to-cut materials.     

“温控-形变”轧制工艺对厚板变形渗透性的影响

为了改善厚规格钢板的内部质量,研究了一种轧制水冷耦合的"温控-形变"新工艺。通过有限元模拟,分析了该工艺对轧件厚度方向轧制变形渗透性的影响规律。分别讨论了冷却工艺和轧制工艺参数对轧件内部变形的作用效果,获得了不同厚度方向温差、钢坯温度及钢坯厚度条件下,"温控-形变"轧制对轧件内部金属流动及变形程度的规律,为工业应用中生产工艺的合理制定提供了参考。