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钢线材的表面氧化皮会导致盘条在拉丝过程中出现表面裂纹,甚至引起拉丝断裂,氧化皮的存在也会导致拉丝表面的损伤和加剧模具的磨损,因此在盘条拉丝生产前必须先去除其表面氧化皮,才能进行后续的拉丝等生产工序。
本文首先对热轧高碳钢盘条表面氧化皮的组织和形貌进行了分析,通过SEM 观察发现,氧化皮在常温下可分为四层。根据 XRD和Fe-o相关分析,氧化皮从外至内的三层按Fe<,1-y>O,Fe<,3>O<,4>和Fe<,2>O<,3>顺序排列;氧化皮与钢基体界面处的析出层为Fe<,3>O<,4>层, Fe<,l-y>O层中有大量Fe<,3>O<,4>颗粒析出。
我们对高碳盘条进行等温试验,研究了等温温度、等温时间、冷却速度和表面粗糙度等参数对氧化皮形貌和组织的影响。结果表明,随着等温温度升高、等温时间延长和冷却速度的降低,氧化皮厚度逐渐增加,Fe<,1-y>O/Fe<,3>O<,4>厚度比随氧化皮厚度增加也逐渐增大,Fe<,1-y>O层中析出Fe<,3>O<,4>颗粒逐渐增多,氧化皮与钢基体界面之间形成析出层,并逐渐增厚。
进而通过机械剥壳试验和划痕试验考察了氧化皮的机械剥壳性能。结果表明,950℃等温2min,空冷冷却至常温后盘条氧化皮机械剥壳性能最好。此外,氧化皮厚度和盘条表面粗糙度与机械剥壳性能关系紧密,氧化皮越厚,盘条表面的光洁度越高,机械剥壳性能越好。但当厚度在27<,μ>m以上,机械剥壳率基本不变。
在上述试验研究基础上对高碳钢盘条实际生产工艺进行了改进试验。结果表明,工艺参数优化后,氧化皮机械剥壳性能得到了较大提高。