Orsaker till kallrullande sprickbildning av mässingsremsor och deras förebyggande åtgärder
Mässing är ett viktigt kopparlegeringsmaterial. På grund av sin "höga prestanda och låga kostnad" används den i stor utsträckning inom olika områden av den nationella ekonomin. Mässingslist har vacker lyster, god styrka, seghet och korrosionsbeständighet. Det används allt mer inom lätt industri, dekoration och andra industrier, och har breda marknadsutsikter.
Världens kopparresurser är begränsade. De senaste åren, med den ökade efterfrågan på koppar, har kopparpriserna stigit kraftigt. Därför använder de i den allt mer konkurrensutsatta kopparbearbetningsindustrin, särskilt vissa små och medelstora företag, i allmänhet en stor mängd gamla material för att tillverka mässingsremsor. Att blint använda en stor mängd gamla material kommer dock att medföra en rad problem för produktion och produktkvalitet. Vid tillverkning av mässingsremsor i fabriken där författaren arbetar, uppstår ofta rullande sprickor eller till och med sprickor på remsornas yta, vilket resulterar i ett alarmerande antal produktmodifieringar och rester, som allvarligt påverkar produktionseffektiviteten och orsakar enorma ekonomiska förluster. Denna artikel analyserar huvudsakligen orsakerna till kallvalsningssprickning av mässingsband, och föreslår motsvarande kontroll- och förebyggande åtgärder, vilket har viss teoretisk och praktisk betydelse för produktionen.
1. Tillverkningsprocess för mässingsremsor
Vid tillverkning av moderna mässingsplåtar och remsor används vanligtvis horisontell stränggjutning för att erhålla stora spolar av tungt ämne [2]. Efter homogeniseringsglödgning och ytfräsning kallvalsas ämnet med hög bearbetningshastighet, och sedan utförs mellanglödgning och slutvalsning. och andra processer. Dessutom, för att eliminera inre spänningar och förbättra plåtformen, måste lågtemperaturbehandling och sträckning, böjning och rätning utföras. Det huvudsakliga processflödet är: satsning, smältning * horisontell stränggjutning, homogeniseringsglödgning * fräsning, kall grovvalsning * mellanglödgning - bottenvalsning - bottenglödgning * valsning av färdig produkt * avfettning, rengöring, passiveringsbehandling * sträckning Böjning och rätning * låg temperatur behandling*besiktning*skärning. Paket. Genom att rimligt kontrollera processparametrar kan produktionen av högkvalitativa mässingsplåtar och remsor uppnås.
2. Analys av orsaker till kallvalsningssprickor
Under rullningsprocessen, när den lokala deformationen av metallen överstiger dess slutliga deformationsgrad, förstörs bindningskraften mellan atomerna och sprickor uppstår. Enligt sprickförökningsläget kan sprickbildning delas in i intergranulär sprickbildning och transgranulär sprickbildning. Expansionen av sprickor följer principen om minimal energiförbrukning, det vill säga expansionen av sprickor fortsätter alltid längs den riktning där den atomära bindningskraften är svagast. De flesta av sprickorna i polykristallina material är intergranulära sprickor, som orsakas av försvagningen av korngränsytan av någon anledning [st]. Dessa orsaker inkluderar: utfällningen av en spröd andra fas vid korngränsen; den höga temperatureffekten försvagar gränsytan eller segregeringen av föroreningsatomer till korngränsen; försvagningen av växelverkan mellan korngränsen och miljön, såsom spänningskorrosion etc. Sprickbildningen av mässingsremsor hör mestadels till de två första orsakerna. När skadliga element eller skadliga faser är närvarande, orsakas korngränssegregering eller omvänd segregation, vilket leder till försvagning av bindningskraften mellan korngränser, vilket orsakar intergranulär sprickbildning eller brott under inverkan av påkänning [` ].
2.1 Inverkan av metallografisk struktur
Om man tar 6H5-mässing som ett exempel, kan man se från Cu-Zn-fasdiagrammet att H65 är en enfasig mässing under långsamma kylningsförhållanden. Men i verklig produktion är kylningshastigheten snabbare och det är icke-jämviktskristallisation. Knivfasen som genereras av den peritetiska reaktionen är inte tillgänglig i tid. Det är helt omvandlat till fas A och förblir inom organisationen [']. Knivfasens plasticitet vid rumstemperatur skiljer sig från a-fasens. Under rullningsprocessen är deformationen av de två faserna ojämn, vilket oundvikligen kommer att leda till bildandet av glidförskjutningar vid gränsytan mellan de två faserna. När den lokala spänningskoncentrationen orsakad av dislokationer når en viss nivå. Vid denna tidpunkt spricker månfasmatrisen för att bilda en sprickkälla, och sedan bildas makrosprickor under inverkan av ytterligare dragspänningar. Därför har antalet och fördelningen av Yin-fasen en betydande inverkan på de kallrullande sprickorna i H65-mässing.
har en viktig inverkan. När det finns många månfaser fördelas de kontinuerligt mellan dendriterna i en nätverksform. Denna nätverksstruktur kan motstå större spänningskoncentrationer och är mindre benägen att bilda sprickor; när det är få månfaser, på grund av det stora avståndet mellan knivfaserna, är det inte lätt att bilda sprickor. Spänningskoncentration bildas, så sprickor kommer inte att uppstå. Forskning visar att v1[, när volymfraktionen av knivfasen är större än 20 % eller mindre än 5 %, är högtemperaturplasticiteten hos H65-mässing relativt god. Även om månfasens plasticitet är bättre än för a-fasen under varmvalsningsförhållanden, kommer även sprickbildning att uppstå om spänningen vid fasgränsen är koncentrerad.
Kornstorleken på mässing har också en viss inverkan på dess sprickbildning. Ju större kornstorlek, desto större är tendensen till sprickbildning. Från analysen av den metallografiska strukturen hos mässing är det känt att kornen i det yttre lagret är betydligt tjockare än det inre lagret, och det yttre lagret är i direkt kontakt med mediet, så det är lätt att orsaka sprickbildning. Forskning visar att sprickbildning är relaterad till ojämn kölddeformation; segregering av järnhalt har också negativa effekter.
2.2 Effekt av föroreningar
Effekterna av flera föroreningar på mässingsproduktionen är följande [']:
Järn: finns som en förorening och har ingen betydande inverkan på mekaniska egenskaper. Järns löslighet i mässing är extremt liten, och järnrika fasföroreningspunkter är ofta fördelade i matrisen, vilket har till effekt att förädla kornen;
Lead and lead: Lead is a harmful impurity in simple brass and is distributed in granular form on the fusible eutectic at the grain boundary. when. When the lead content of brass is >0.03 %, sprickbildning uppstår ofta under valsningsprocessen. Effekten av mystik är ungefär densamma;
Antimon: När temperaturen sjunker, minskar lösligheten av antimon i en mässing kraftigt, och den spröda föreningen CuZbS fälls ut, som distribueras i ett nätverk, vilket allvarligt skadar mässings kallbearbetningsprestanda; Fosfor: sällan fast lösning i Cu-zn-legering, i a-fosforhalt i mässing
Om den överstiger {{0}}.05 % till 0.06 %, kommer en spröd fas Cu3P att uppträda, vilket minskar mässings plasticitet;
Arsenik: Lösligheten av arsenik i mässing vid rumstemperatur är<0.1%. Excessive amounts will produce a brittle compound Cu3sA, which is distributed on the grain boundaries and reduces the plasticity of brass. Containing 0.02% to 0.05% As, which can prevent dezincification of brass and improve corrosion resistance.
2.3 Produktionsteknikens inflytande
I allmänhet är mässingsremsor spruckna i kanterna men inte spruckna i mitten. Det finns två skäl. För det första, när den faktiska valstypen i tillverkningen är en platt vals, har kantmetallen en tendens att flyta i sidled, så dess längsgående flödeshastighet är lägre än metallen i mitten av bandet. Eftersom remsan är en helhet, begränsas deformationerna av mitt- och kantdelarna ömsesidigt. Därför utsätts metallen i mitten av plattan för tryckspänning, medan metallen på båda sidor utsätts för dragspänning. När dragspänningen i kanterna överstiger metallens hållfasthetsgräns uppstår sprickbildning (sprickbildning). För det andra, under valsprocessen, gör temperaturökningen att valsen producerar termisk konvexitet, vilket gör det mellersta valsgapet mindre och kantvalsgapet relativt större. Därför är den centrala reduktionsmängden stor och kantreduktionsmängden liten. Detta kommer ytterligare att orsaka att metallflödeshastigheten i mitten blir högre än den vid kanterna, vilket ökar tendensen till kantsprickor i remsan. Dessutom kommer faktorer som felaktig kontroll av horisontella stränggjutningsprocessparametrar och för höga passvalsningshastigheter att leda till gulning. Sprickor uppstår under rullningsprocessen av kopparbandet.
3. Förebyggande åtgärder för kallvalsande sprickbildning
3.1 Råvaror
① Föroreningssammansättningen av gamla material förändras kraftigt, så de gamla materialen i samma sats bör blandas jämnt före användning, vilket kommer att hjälpa föroreningssammansättningen för varje laddning att vara konsekvent. Förutsättningen är att kontrollera Pb-innehållet i det slutliga götet inom 0,02 %. Om bP-halten är för hög kan sprickbildning lätt uppstå;
② Kontrollera bP-innehållet i det gamla köpta materialet. När bP-halten är mycket stor, bör den användas i proportion för att minska bP-halten i götet;
③ När du sorterar gammalt material, var uppmärksam på industriell hygien för att förhindra att andra metallföroreningar och gamla mässingsmaterial blandas in.
3.2 Produktionsprocess
① Kontrollera smält- och gjutprocessförhållandena, sänk gjuttemperaturen på lämpligt sätt, öka kylningsintensiteten och förbättra stoppprocessen för att minska de skadliga effekterna av bP, iB och andra föroreningar;
② Att minska bearbetningshastigheten och öka mellanglödgningen kan effektivt undvika sprickbildning orsakad av spänningskoncentration vid fasgränsen. Denna metod är enkel och lätt att implementera och har verifierats i faktisk produktion;
③ För vanliga kantsprickor kan valskronan reduceras på lämpligt sätt eller valsböjkraften kan justeras för att minska kantdragspänningen och därigenom undvika eller förbättra kantsprickor.
3.3 Kontrollåtgärder för metallografisk struktur
① Det bidrar till omvandlingen av gjutningsstrukturen av ojämna kolumnformiga kristaller och likaxliga kristaller till en struktur med god plasticitet och lämplig för bearbetning, och passningshastigheten och rullningshastigheten är inte lätt att vara för stor;
② Vissa modifieringsmedel bör tillsättas på lämpligt sätt under smältning för att uppnå effekterna av att ta bort föroreningar, avgasa och förädla korn. För att lösa problemet med sprickbildning av bandkanten är det nödvändigt att minska bP-halten på korngränserna, ju mindre desto bättre. För detta ändamål tillsätts en liten mängd sällsynta jordartsmetaller. Sällsynta jordartsmetaller kan bilda en förening med hög smältpunkt CePb3 med Pb vid temperaturer över 1100 grader. När legeringen kristalliseras fälls den först ut och blir en icke-spontan kristallkärna. Ökningen av antalet kristallkärnor kan förfina kornen och öka antalet korngränser och därigenom minska Pb-halten på korngränserna. CebP3 på korngränserna kan öka styrkan i korngränserna och hjälpa till att förhindra korngränssprickor.
Nyckeln till att förhindra kallvalssprickning av mässingsremsor är att säkerställa kvaliteten på råmaterial, kontrollera produktionsprocessen och processparametrar och förbättra legeringsstrukturen.
4. Slutsats
① Det finns många faktorer som påverkar livslängden för extruderingsformar av kopparlegeringar. Förutom faktorerna för själva formen såsom formmaterial, strukturell design, värmebehandlingsprocess, etc., är användningen och underhållet av formen också viktiga faktorer;
② För strängsprutningspressar av kopparlegering med stora tonnage, särskilt omvänd strängsprutningspressar, måste stor uppmärksamhet ägnas åt kylningen av formen. En rimlig kylmetod kan hålla strängsprutningsmunstyckets arbetstemperatur under anlöpningsmjukningstemperaturen utan att överkylning av ämnet och gjutformen, och därigenom undvika täppning och påverka kvaliteten på den strängsprutade produkten;
③Den nuvarande ideala kylmetoden är kylning med flytande kväve. Genom att justera flödet och trycket av flytande kväve kan kylningsintensiteten hos formen kontrolleras, vilket maximerar livslängden för formen.
