冷鐓鋼頂鍛開裂原因分析與改進方法

摘 要：冷鐓鋼是一種室溫成型用鋼，廣泛用于生產螺釘、銷釘、螺母等標準件?；诖?，對冷鐓鋼的加工性能提出了更高的要求，不允許出現開裂等問題，本文從冷鐓鋼頂鍛開裂問題出發，分析了冷鐓鋼質量要求，展開冷鐓鋼頂鍛開裂問題及其原因分析，并就具體案例探討了冷鐓鋼頂鍛開裂改進方法，以期可為相關鋼鐵企業生產提供有價值的參考。

關鍵詞：冷鐓鋼；質量要求；開裂問題；原因；改進方法

中圖分類號：TG316 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0212-01

1 引 言

目前，我國鋼鐵行業發展迅猛，冷鐓鋼生產規模增大、種類增多，多數鋼廠均可生產此產品，如：湘鋼：XSWRCH10K、SWRCH35K等。目前，我國冷鐓鋼質量與國外依舊存在一定差距，如：工藝性能不穩定，出現開裂現象，本文針對冷鐓鋼頂鍛開裂問題展開具體論述。

2 冷鐓鋼質量要求

冷鐓鋼，也稱為是冷頂鍛鋼，其主要是利用金屬塑性，冷鐓加工成型，為有效控制冷鐓鋼質量，需對其開展冷頂鍛試驗檢查工作，即：在室溫條件下，對檢驗金屬承受規定程度的頂鍛變形能力，并顯示其缺陷，是產品質量檢測的一個重要內容，根據GBT6478-2015《冷鐓和冷擠壓用鋼》的要求，冷頂鍛試驗不得出現裂紋。

3 冷鐓鋼頂鍛開裂問題及其原因分析

在冷墩鋼的生產過程中，頂鍛開裂是一個常見問題，根據調查日本神戶制鋼、臺灣中鋼產品質量最佳，其開裂率分別為7%、0.9～1.0%，湘鋼等均約為1%。

根據國內鋼廠生產情況可知，冷頂鍛開裂問題較為常見，如：湘鋼某型號冷墩鋼，客戶在使用時發現墩頭開裂，經研究其主要原因是表面缺陷，具體原因分析如下：

（1）鋼坯存在皮下氣泡、縱裂，軋后鋼材表面發現出現裂紋；

（2）料型有折疊，主要是因為壓下量過大/軋件溫度偏低，以致于展寬量增大，在軋件形成耳子，軋制時折疊；

（3）鋼材表面存在密集發紋，是孔型磨損，翻鋼后壓下量過大，或是出現不均勻變形的情況；

（4）鋼材表面存在劃痕，是因為導衛、軋槽等質量不佳，軋制過程中出現劃傷。

根據相關實踐經驗分析，冷墩鋼墩頭開裂主要原因有表面質量缺陷、鋼中存在夾雜物、組織結構不善等，對此必須在生產中控制好鋼材表面質量、鋼中夾雜物，全面改善鋼組織結構。

4 實例探析冷鐓鋼頂鍛開裂改進方法

4.1 開裂情況

湘鋼冷鐓鋼生產中，某次常規冷頂鍛檢測發現20%的產品均存在冷頂鍛開裂問題，情況較為嚴重，必須深入分析頂鍛開裂原因，明確改進對策。冷墩鋼冷頂鍛試驗按YB/T5293-2006《金屬材料頂鍛試驗方法》進行，冷頂鍛試驗機型號YQ2000，校直試樣，截取2倍直徑高度試樣，冷頂鍛至試樣高度1/3。

本次冷頂鍛試樣裂紋沿著軋制方向呈直線狀開裂，均為新鮮白亮色，此類裂縫的分布不存在規律性，部分較大的裂口內側粗糙，根部則較為尖銳。通過觀察分析，可將本次出現的冷頂鍛裂紋分為兩種不同的類型（圖1）：第一種是平坦鋼材弧面上直接出現的（樣1）；第二種則是沿鋼材原始缺陷底部出現的（樣2）。

4.2 開裂原因

根據檢測結果分析：

根據檢測分析顯示，樣1冷頂鍛開裂是由于表層存在夾雜物所致，具體原因分析如下：①結晶器液面急劇波動，保護渣卷入嵌在坯殼上；②保護渣性能不佳，存在較多的渣條，卷入后嵌在坯殼上；③鋼水不純凈，夾雜物多，流動性差，中包水口壁上高熔點的大塊附著物突然脫落，落入結晶器鋼水。

樣2中部開裂位置取金相樣觀察發現，缺陷周邊組織是珠光體，無脫碳（圖2），判斷為裂紋或劃傷，通過進一步分析發現此翻邊位置的缺陷是由頂鍛鼓肚位置缺陷繼續發展而來，因為周邊無脫碳，判斷是劃傷，原因如下：①鋼材軋制時，導衛、過鋼通道存在加工不良的情況，導致鋼件表面熱劃傷；②導衛粘鋼，有氧化鐵皮堆積；③軋鋼通道上滾動裝置失靈，出現滑動摩擦，引發熱劃傷。

4.3 改進方法

（1）冷頂鍛開裂的一大重要原因是存在夾雜物，為減少淺層夾雜，需做好以下改進措施：穩定結晶器液面操作，采用專用保護渣，提高保護渣質量，規范操作保證鋼水純凈。

（2）鋼材表面質量差，會導致冷頂鍛時在原始缺陷位置出現裂紋，由此保證鋼材表面質量良好是控制裂縫的重要措施，具體操作如下：導衛、過鋼通道均需加工平滑，若是存在氧化鐵皮，必須清除干凈，及時更換存在質量問題的裝置，做好成品取樣的酸洗試驗，根據試驗結果改進生產。

5 結 語

綜上所述，冷鐓鋼目前在各種零配件加工中得到了廣泛應用，為保證其產品質量穩定，避免冷鐓鋼頂鍛開裂，必須要嚴格控制鋼材表面質量，控制鋼中夾雜物，確保冷鐓鋼在冶煉過程中具有高的潔凈度，加強生產控制，針對不同的原因采取針對性的改進措施，防止出現頂鍛開。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-25

作者簡介：楊 勇（1982-），助理工程師，本科，主要從事材料成型及控制工程工作。