表面质量与尺寸精度论文

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1、表面质量、尺寸精度与成形摘要；板料表面缺陷在相应的技术指标中有明确规定。如汽车用冷轧钢板，国标将表面质量分为Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组表面，以区别钢板表面缺陷存在的不同程度。对于载重汽车，外表面可选用Ⅱ组表面质量的冷轧钢板，内部件则用Ⅲ组表面的。轿车外部件宜用Ⅰ组表面质量的冷轧钢板，甚至选用特殊表面质量的冷轧钢板，内部可用Ⅱ组表面质量的冷轧钢板。下面以连铸坯表面质量为例，具体说明表面质量及其影响因素。1.连铸坯表面缺陷铸坯表面缺陷主要是指夹渣、裂纹等。如表面缺陷严重。在热加工之前必须进行精整，否则会影响金属收得率和成本

2、。生产表面无缺陷铸坯是热送热装的前提条件。　铸坯表面缺陷形状各异，形成原因是复杂的。从总体上说，铸坯表面缺陷主要受结晶器钢水凝固过程的控制。为保证表面质量，在操作上必须注意以下几点：　(1)结晶器液面的稳定性：钢液面波动会引起坯壳生长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳。试验指出：液面波动与铸坯皮下夹渣深度的关系如下：液面波动范围（mm）皮下夹渣深度（mm）　±20　　　　　　　　　　　　　　<2　±40　　　　　　　　　　　　　　<4　>40　　　　　　　　　　　　　　<7　当皮下夹渣深度<2mm，铸坯在加热时可消

3、除，夹渣深度在2～5㎜时铸坯必须进行表面清理。钢液面波动在±10mm，可消除皮下夹渣。因此，选择灵敏可靠的液面控制系统，保证液面波动在允许范围内，是非常重要的。　(2)结晶器振动：铸坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成的“振动痕迹”。振痕对表面质量的危害是：1)振痕波谷处是横裂纹的发源地，2)波谷处是气泡、渣粒聚集区。为此，采用高频率小振幅的结晶器振动机构，可以减少振痕深度。　(3)初生坯壳的均匀性：结晶器弯月面初生坯壳不均匀会导致铸坯产生纵裂和凹陷，以致造成拉漏。坯壳生长的均匀性决定于钢成分、结晶器冷却、钢液面稳定

4、性和保护渣润滑性能。　(4)结晶器钢液流动：结晶器由注流引起的强制流动，不应把液面上的渣子卷入内部。浸入式水口插入深度小于50mm，液面上渣粉会卷入凝固壳，形成皮下夹渣；浸入式水口插入深度>170mm，皮下夹渣也会增多。因此，浸入水口插入深度和出口倾角是非常重要的参数。　(5)保护渣性能：应有良好的吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力。　2.连铸坯的表面缺陷及防治措施：2.1连铸坯表面横裂:横裂纹是位于铸坯内弧表面振痕的波谷处，通常是隐藏看不见的。经酸洗检查指出，裂纹深度可达7mm，宽度0.2mm。裂纹位于铁素体网状

5、区，而网状区正好是初生奥氏体晶界。且晶界上有细小质点(如AlN)的沉淀。尤其是C—Mn—Nb(V)钢，对裂纹敏感性更强。　横裂产生的原因：1)振痕太深是横裂纹的发源地。2)钢中A1、Nb含量增加，促使质点(A1N)在晶界沉淀，诱发横裂纹。3)铸坯在脆性温度900～700℃矫直。4)二次冷却太强。　防止横裂发生的措施：1)结晶器采用高频率(200～400次/分)小振辐(2～4mm)是减少振痕深度的有效办法。2)二次冷却区采用平稳的弱冷却，使矫直时铸坯表面温度大于900℃。3)结晶器液面稳定，采用良好润滑性能、粘

6、度较低的保护渣。4)用火焰清理表面裂纹。2.2连铸坯表面网状裂纹:这种裂纹在铸坯表面酸洗之后才能发现，深度可达5mm。产生的原因：　(1)高温铸坯表面吸收了结晶器的铜，而铜变成液体再沿奥氏体晶界渗透所致。　(2)铸坯表面铁的选择性氧化，使钢中残余元素(如Cu、Sn等)残留在表面沿晶界渗透形成裂纹。　研究表明，裂纹区有Cu、Sn、Sb等元素的富集，钢中Cu含量大于0.1％，裂纹加重；钢中Al含量增加，网状裂纹加重。　防止办法：1)结晶器表面镀Cr或Ni以增加硬度。2)合适的二次冷却水量。3)控制钢中残余元素如C

7、u<0.2％。4)控制Mn/S>40。连铸坯角部纵裂纹:角部纵裂纹可能位于宽面与窄面交界棱边附近，有的离棱边10～15㎜，有的刚好位于棱边上，严重时会造成漏钢。　形成的原因：对于方形，可能是沿结晶器高度水缝厚度不均匀，造成结晶器角部冷却不良；结晶器锥度太小，结晶器圆角半径太小。对于板坯，可能是由于(1)窄面支撑不当造成窄面鼓肚。窄面有6～12mm的鼓肚伴随有角部纵裂导致漏钢。(2)锥度不合适。(3)窄面冷却水不足。　改进方法：对于方坯1)控制好结晶器几何形状防止变形。2)合适的圆角半径。3)装配结晶器时，保持

8、冷却水缝厚度一致，使冷却均匀。对于板坯1)调整窄面足辊间隙使其向内l～2㎜限制鼓肚。2)合适锥度(1.0％/m)。3)合适冷却水量。4)水口与结晶器对中不要偏流。2.3连铸坯的皮下气泡:在位于铸坯表皮以下，有直径和长度各在1毫米和10毫米以上的向柱状晶方向生长的大气泡。这些气泡如裸露在外面的叫表面气泡，没有裸露的叫皮下气泡，比气泡小呈密集的小孔叫皮下针孔　在加热炉内，铸坯的表面气泡或皮下气泡内表面被