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什么叫冷轧?冷轧带钢有哪些优点?
金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧。一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手但还是叫冷轧。
冷轧生产可提供大量高精度和性能优良的钢材和带材、其*主要的特点是加工温度低、同热轧生产相比、它有以下优点:1)冷轧带钢产品尺寸精确
、厚度均匀、带钢厚度差一般不超过0.01~0.03毫米或更小、完全可以符合高精度公差的要求;
2)可获得热轧无法生产的极薄带材(*薄可达0.001毫米以下);
3)冷轧产品表面质量优越、不存在热轧带钢常常出现的麻点、压入氧化铁皮等缺陷、并且可根据用户的要求、生产出不同表面光洁度的带钢(光泽面或麻糙面等)、以利于下道工序的加工;
4)冷轧带钢具有很好的机械性能和工艺性能(如较高的强度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等);5)可实现高速轧制和全连续轧制、具有很高的成产率。2.冷轧生产方法有哪几种?
冷轧板带钢生产方法分为单片轧制和成卷轧制两种方法。
1)单片轧制。单片轧制*早采用二辊式轧机、目前多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧辊运转方向可分为可逆式和不可逆式。
采用不可逆式四辊轧机进行单机生产时、轧制操作是由人工逐张将钢板喂入轧机、全垛钢板轧完一道次后、用吊车将板垛吊送到轧机前、进行下一道次的轧制、如此循环进行、直到轧成规定的成品尺寸时为止。采用可逆式轧机时、则轧制操作有两种、一种是每一张钢板在轧机上往返轧制、直到轧制成*纵的成品尺寸、然后再进行第二张钢板的轧制、这种操作方法虽然压下调整操作频繁、但产品表面不易化划伤、故实际生产中应用较多、特别是轧制单重尺寸较大的钢板、均采用此法。
另一种是每张钢板逐次送入轧机、待全垛钢板轧完一道次后、再逐张返回轧制第二道次。此种操作方法使轧制产品尺寸较均一、而且省去了轧辊反转和压下的调整时间、从而冷轧产量较高、但板面之间有时可能造成划伤。
单张轧制方法由于不能采用张力、故每道次的压下率一般不超过14%、轧制道次增多、钢板加工硬化程度增大。因此、单张轧制不能生产厚度很薄的冷轧产品。
2)成卷轧制。目前、冷轧生产大多是采用成卷轧制、其基本型式分为单机成卷轧制和多机架连续式成卷轧制两种、成卷轧制采用二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可逆式的冷轧机。
单机不可逆式冷轧机主要有二辊轧机和四辊轧机轧机两种(图1-1)、这种轧机在我国有数百台之多、其辊身长度在100~600毫米间、辊径在100~300毫米间。在这些轧机中、大部分设有开卷机和卷取机。这些轧机主要用来生产600毫米以下的窄带钢或平整成卷的窄带钢、轧制速度在1.2~2.0米/秒范围内。单机可逆式冷轧机分为四辊轧机和多辊轧机(偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机)。轧机大部分采用工作辊驱动方式、这
样可使总变形抗力减小、降低电能消耗、可轧制较薄的产品表1-1给出了1200四辊可逆式轧机的主要技术性能。
与单机座可逆式冷轧相比、多机座连续冷轧机具有如下特点:1)轧制速度高、一般在25米/秒以上(*高可达41米/秒)。
2)产品质量好、能满足用户提出的机械性能、表面质量、厚度、精度等各种要求。
冷轧板的时效性4.5.1时效:SPCC、SPCD板和08F板、平整后可保存8天;SPCE和08A1平整后可保存6个月内不出现冲压滑移线、即凸起线。
4.5.2时效性机理:在退火或有时效的低碳钢拉伸曲线上具有明显的屈服平台。这在冲压成形时、会出现损害外观的作为滑移线。当变形超过屈服平台以后、滑移线消失、而板面变得稍微有点粗糙。所以、供冲压用的低碳钢板、在经过冷轧和退火以后、要进行调质轧制、使其变形量超过屈服平台、以防止冲压时发生滑移线。
4.5.3时效性的消除:含溶解氮的沸腾钢板、从调质轧制以后、到冲压加工以前、若经过一段时间、会发生所谓应变时效现象、再次出现屈服平台、同样会发生滑移线。
对冲压加工厂或冲压车间来说、以光轧平整或在辊子参差配置的板材矫正机上、将板料向两个方向轻微地反复弯曲、使板料得到不大的冷变形(3%)、便可以消除上述现象。但其效果是暂时的、甚至只经过几天、机械性能就有显著变化。因此、板料光轧工序应直接在冲压以前进行。
铝镇静钢、如08A1为非实效钢、经过适当的调质轧制、其拉伸曲线是平滑的、不允许有屈服平台、允许有不显著的折弯、它的机械性能几乎不会因时效而改变、因而也不会在冲压时产生滑移线。
5镀锌薄钢板的锌层特性
5.1镀锌层厚度(理论平均厚度)(见表10)5.2热镀锌层锌花高纯度的锌层(电镀锌层)是不能形成锌花的。产生锌花的原理、就是设法及早生成大量结
晶核、降低锌液的凝固温度(纯锌的凝固温度为419℃)、以延长锌花晶体的生长时间、便于锌花长大。例如加入锡(<0.5%)、198℃凝固;加入镉、264℃凝固;加入铅、317℃凝固;加入锑(<0.3%)、409℃凝固;或者用蒸汽流或SO2气流喷吹镀锌层表面、可及早生成结晶核、形成大的锌花。
其实、锌花只是具有观赏价值、无实际使用价格。相反、在防腐蚀方面并不好、表面涂装后显得凸凹水平。现在人们要求尽量减少锌花或消除锌花。为了获得小锌花、镀锌时、当锌液临近凝固温度时、立即以直径为0.1mm以下的水滴喷射到镀锌板表面上、使其形成细小而均匀的结晶核、为了得到光整锌花、再用小于1%的压下量来进行平整轧制。小锌花适用于涂装、光整锌花适用于深冲压。5.3镀锌层对钢板的粘附性受热钢板经过熔融锌液时、固体铁深解、铁锌结合生成铁-锌合金层、合金层外沉积纯锌层、合金层内膜联结钢板基体。
铁-锌合金层厚度不均匀、较疏松、易脆、延展性差、容易开裂。钢板表面在镀锌前就已残留着一定数量的铁基盐时、生成的铁-锌合金、其粘附性很差、延展性差、容易剥落。当纯锌层中含有有害杂质、如氧化锌、锌渣、镉及铅时、形成大锌花、或破坏锌层的连续性、容易发生纯锌层的小开裂。当镀锌层过厚、其弯曲性也变差。当镀锌液中加入铝、锌层首先生成Fe2Al5或Fe2Al3、减落了铁-锌合金层、可提高锌层的粘附性。
5.4镀锌层防锈锌(Zn)、比重:7.14g/cm3、熔点419℃、电位-0.76V。钢在空气和水中容易生锈、而锌在大气中的腐蚀率仅为钢在大气中腐蚀率的1/15、镀锌钢板就是用微密的镀锌层保护钢板、免受腐蚀。锌在干燥空气中不易发生变化、而在潮湿的空气中、表面能生成一层很微密的碱式碳酸锌薄膜、它能保护内部锌不再受到腐蚀。镀锌层与钢板组成铁-锌微电池。即使镀锌层局部遭破坏、而露出不太大的钢基体时、钢基体成为阴极而受到保护。
热镀锌板的镀锌层较厚、无孔隙、又有铁-锌合金层、故更耐腐蚀。电镀锌板的镀锌层比电镀锌层更耐腐蚀。
5.4.2白锈的生成和预防镀锌层表面若粘附一层凝结水、与氧气、二氧化碳、碳化氢、二氧化硫、烟灰、尘土以及其它的化学气体作用后、变成了一种具有腐蚀性的水溶液而附着于镀锌层表面、形成一种电解液。这种电解液与化学稳定性较差的锌层发生了电化学腐蚀、从而产生粉末状的腐蚀产物——白锈[Zn(OH)2-56%、ZnCO3-40%、H2O-4%]。锌层在室内腐蚀的主要原因是:①室内空气湿度高;②成品未干燥而人库;
③锌层表面上冷凝有一层水膜、当空气中水分含量达到60%时或在85~95%范围内、以及PH<6、其腐蚀反应较为剧烈。当水温度高达70℃左右时、其对锌层腐蚀速度*快。预防白锈的方法有:
①锌板堆放时、表面不能有凝结水;
②仓库中应保持空气流通、空气相对湿度不应在60%或85~95%的范围内;③锌板堆放不应有有害气体及过多的灰尘;④将镀锌层表面进行涂油、钝化处理。5.5镀锌板的机械性能
5.5.1镀锌板性能表(见表11)5.5.2镀锌板的冲击性能热镀锌板、由于是在热镀锌流水作业线上生产、是通过连续退火、连续热浸锌液、钢板是在短时
间加热和冷却、故其冲压性能比冷轧原板差。由于镀锌层存在铁-锌合金、稍为降低抗拉强度。
电镀锌板、由于在电镀工序中、不受加热、冷却等温度影响、故大致具有冷轧原板相同的冲压加工性能。其镀锌层中、没有生成脆弱的铁-锌合
金层、镀锌层的延展性能良好、但由于其表面有孔隙、强度低、易刮伤、易受到干油漆等污染。
电镀锌板在冲压拉伸过程中、容易被刮去锌层、工件表面形成锌渣粒。它在随后的喷粉加热过程中、在220~250℃左右、便升华生成微细气泡颗
粒、影响涂层的外观质量。所以、喷涂前、必须把浮表的锌渣打磨消除干净。为了减轻和避免刮锌现象、可以改善冲模拉伸间隙、过渡圆弧半径、可给予适当的工艺润滑、也可选用铬酸盐钝化的镀锌层。
这里特别提出的是、需要深拉伸的工件不宜选用热镀锌板。6镀锌层表面处理的特性6.1镀锌层涂油涂油旨在钢板防锈。油品要在常温干爽的库存条件下一年内不变质;在涂装前处理的碱性涂油剂中可以容易清除掉。对于一些成品工件需要粘贴的部位是不允许有油存在的、而在工件上局部除油、在经济上、安全上和保存上都是不合理的、故一般选用无油板制作。不过无油镀锌板极其制作、要求其存放条件要苛刻些。即通风、无有害气体和灰尘、相对湿度不大于70%。油品、一般常用矿物油型防锈油(溶剂型)、存放时、板材自重蜜叠、不易挥发。制成冲压件后、自然浑发干净。
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