隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，繼第一代沸騰鋼和第二代鋁鎮(zhèn)靜鋼后，以IF鋼為代表的第三代沖壓用鋼已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)[1]。IF鋼的典型特點(diǎn)是無時(shí)效性和良好的深沖性能。本鋼冷軋廠生產(chǎn)的冷軋IF鋼已廣泛應(yīng)用于汽車外板上，這就要求IF鋼具有良好的表面質(zhì)量以便于后續(xù)噴涂。本鋼冷軋廠有三條酸軋線和三條連退線，目前有兩條酸軋和兩條連退線用于生產(chǎn)汽車高端外板，兩條線產(chǎn)品的表面質(zhì)量存在差異。本文對(duì)兩條連退線生產(chǎn)的外板表面牛毛狀劃傷缺陷的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，對(duì)劃傷的嚴(yán)重程度進(jìn)行了對(duì)比，針對(duì)其影響因素進(jìn)行了針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了工藝改進(jìn)建議。

1.   牛毛狀劃傷缺陷觀察

牛毛狀劃傷是鋼板表面極細(xì)小劃傷，一般密集出現(xiàn)，發(fā)亮且與軋制方向平行[2]，嚴(yán)重時(shí)側(cè)光可見，長(zhǎng)短不一，是影響高端冷軋板表面質(zhì)量的常見缺陷。圖1為冷軋廠生產(chǎn)的IF鋼表面牛毛狀劃傷的缺陷圖。

由圖1可以看出，牛毛狀劃傷在粗糙度波峰下方且被波峰覆蓋，推測(cè)在酸軋和連退粗糙度賦予前就已經(jīng)形成，可斷定為前道工序酸軋機(jī)組1~4機(jī)架軋制過程中造成的。

2.   牛毛狀劃傷產(chǎn)生機(jī)理

牛毛狀劃傷缺陷在軋制薄板時(shí)易出現(xiàn)，通常是總壓下量較大達(dá)到75%以上時(shí)輥縫間輥面與板面接觸摩擦造成的劃傷。由于工作輥和鋼板表面均存在粗糙度，所以兩者并非完全接觸。如圖2所示，輥縫中分為輥面與板面的實(shí)際接觸區(qū)域和被油膜完全接觸的區(qū)域，這兩部分的潤(rùn)滑形式完全不一樣[3]。實(shí)際接觸區(qū)油膜厚度較薄，摩擦因數(shù)高；被油膜完全填充的區(qū)域，其油膜較厚，摩擦因數(shù)小。

在高速軋制過程中，通常壓下量達(dá)到一定數(shù)值，因軋制變形功過大，產(chǎn)生大量的熱，這時(shí)實(shí)際接觸區(qū)潤(rùn)滑油膜破裂，工作輥與鋼板摩擦產(chǎn)生大量鐵粉，從而形成細(xì)微的劃傷；非接觸區(qū)工作輥與鋼板不接觸，摩擦較輕，不會(huì)產(chǎn)生劃傷。

3.   劃傷影響因素分析

3.1   實(shí)驗(yàn)方案

冷軋廠目前有兩條酸軋線用于生產(chǎn)高端汽車板，選取實(shí)驗(yàn)材料均為DC05，其化學(xué)成分見表1。

針對(duì)每條酸軋線制定兩種不同的方案，1#樣板及3#樣板的生產(chǎn)工藝流程為：熱軋?jiān)?mdash;2#酸軋—1#連退；2#樣板和4#樣板的生產(chǎn)工藝流程為：熱軋?jiān)?mdash;3#酸軋—2#連退。4張樣板的原料厚度、成品厚度和成品寬度分別為3.2，0.7和1445 mm；乳化液濃度（兩條酸軋線軋制油均為同一廠家供貨）、軋制速度設(shè)定見表2。

對(duì)經(jīng)軋制、退火后的汽車外板經(jīng)帶尾取樣，剪切成200 mm×200 mm的樣板，利用VHX6000超精細(xì)電子顯微鏡對(duì)劃傷缺陷的尺寸進(jìn)行測(cè)量分析。

3.2   實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用電子顯微鏡對(duì)沿軋制方向的牛毛狀劃傷的深度和高度進(jìn)行對(duì)比，如圖3。選取2個(gè)基準(zhǔn)面后（基準(zhǔn)面選擇相對(duì)高度/深度較為平均的區(qū)域），針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)面選取5個(gè)具有代表性的劃傷點(diǎn)，對(duì)比五點(diǎn)平均值，見表3。

再對(duì)4張樣板上下表面沿軋制方向的牛毛狀劃傷的寬度和長(zhǎng)度（視野范圍內(nèi)最大的）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表4。

3.3   分析與討論

牛毛狀劃傷缺陷在2#酸軋及3#酸軋均有發(fā)生，但在相同工藝條件下2#酸軋產(chǎn)品狀態(tài)要好于3#酸軋。2#、3#酸軋使用同廠家、型號(hào)基本一致的乳化液，在軋制速度相同、3#酸軋濃度相對(duì)較高的情況下，說明3#酸軋乳化液系統(tǒng)對(duì)油品的潤(rùn)滑性要求更高。從軋制速度對(duì)缺陷的影響來看，軋制速度較高的情況下缺陷較重。從乳化液濃度對(duì)缺陷的影響來看，濃度較低的情況下缺陷較重。

4.   結(jié)束語

冷軋板表面牛毛狀劃傷為酸軋1~4架軋機(jī)造成，高溫高壓的輥縫下潤(rùn)滑及冷卻不足是產(chǎn)生劃傷的主要原因。3#酸軋較2#酸軋乳化液系統(tǒng)潤(rùn)滑性要求高，需要提高乳化液S2系統(tǒng)濃度以提高表面質(zhì)量。表面牛毛狀劃傷的嚴(yán)重程度隨乳化液濃度的提高和軋制速度的降低而有所減輕。減輕牛毛狀劃傷缺陷需酌情提高S2系統(tǒng)乳化液濃度以及降低軋制速度。

文章來源——金屬世界