CN103363910A - 一种热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度测量方法，将表面氧化盘条外径R与未氧化的基体内径r相减，即为所测盘条的平均氧化层厚度d。测外径R：在盘条进行酸洗之前，使用高精度测径仪测量盘条的周长C；b、取样；c、测内径r：将所取试样的横截面镶嵌、磨制、抛光后，使用金相显微镜观察抛光表面，然后使用较低的放大倍率拍照，将整个截面照入一个视场。根据基体与氧化铁皮的灰度差，使用图像分析仪将未被氧化的盘条基体分割出来，计算其面积S，计算出盘条未被氧化的基体内径r；d、由步骤a求得的盘条外径R与步骤c求得的盘条未氧化的基体内径r。

Description

一种热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度测量方法

技术领域

本发明属于金相检验分析技术领域，主要涉及一种方便、快速测量热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度的方法。

背景技术

热轧盘条表面常附有氧化铁皮，氧化皮由于硬而脆，如过多的残留在钢丝表面，在拉拔时会刮伤模具和钢丝表面，影响拉丝模寿命，严重时会引起断丝，而且钢丝在做扭转和弯曲试验时易产生裂缝，因此钢丝在进行拉拔前，要有效的去除氧化皮。

实际生产中，常常采用酸洗方法去除盘条表面氧化铁皮。根据氧化铁皮的厚度，调节酸洗中的机械破碎力度和酸洗时间。

因此在酸洗之前，需要测量氧化铁皮厚度，制定不同的酸洗工艺。

常规测量热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度，通常将盘条试样加工、镶嵌、磨制，在抛光状态下利用光学显微镜观察。选取氧化铁皮厚度较均匀的区域，利用图像分析软件测量至少五个点的氧化铁皮厚度，五个值的平均数即为平均氧化铁皮厚度值。但是采用此方法，由于氧化铁皮很脆，与盘条基体结合也不十分牢固。因此氧化铁皮容易在制样过程中脱落，实际工作中通常氧化铁皮经磨制、抛光后保存不完全，尽量保存完整的氧化铁皮这对操作者制样水平要求过高。直接测量不完全的氧化铁皮，测量结果可信度不高。在试样的某个区域测量五个点的数据，实验数据有限。如果测量多个点，工作量又过大，且测量位置通常集中在氧化铁皮显示相对完全的区域，但集中测量某个位置，测量结果容易“以点带面”，对测量结果影响较大。

公开号为CN101879530A的中国专利“热连轧带钢表面氧化铁皮厚度软测量方法”，其内容属于轧钢技术领域，主要涉及实时进行热连轧过程氧化铁皮厚度预测。但是，其测量方法建立厚度软测量模型，通过与热连轧过程机建立实时通讯，从而对热连轧过程氧化铁皮厚度进行预测。不适用于盘条表面氧化铁皮的实际测量。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种能够方便、快速、较准确的测量热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度的方法。

本发明的主要技术方案为：盘条在热轧过程中表面氧化，在盘条外表面生成环形的氧化层，如图1所示，其中1为含有氧化铁皮的盘条截面，2为无氧化铁皮的盘条基体截面。

将表面氧化盘条外径R与未氧化的基体内径r相减，即为所测盘条的平均氧化层厚度d，具体步骤为：

1、测外径R：

首先，在盘条进行酸洗之前，使用高精度测径仪测量盘条的周长C。根据以下公式可以计算出盘条外径R。

C＝2πR                  (1)

$R=\frac{C}{2\mathrm{\π}}---\left(2\right)$

2、取样：

使用机械加工设备，将所测盘条取下一段，所取试样径向长度应控制在5-10mm之间。

3、测内径r

将所取试样的横截面镶嵌、磨制、抛光后，使用金相显微镜观察抛光表面。然后使用光学显微镜拍照，将整个截面照入一个视场。如果截面较大，可以使用图像分析软件的图像拼接功能，将整个截面放入一个视场内。根据基体与氧化铁皮的灰度差，使用图像分析仪将未被氧化的盘条基体分割出来，计算其面积S。根据以下公式可以计算出盘条未被氧化的基体内径r。

S＝πr²                (3)

$r=\sqrt{S/\mathrm{\π}}---\left(4\right)$

4、计算氧化铁皮平均厚度d：

由步骤1求得的盘条外径R与步骤3求得的盘条未氧化的基体内径r，根据公式

d＝R-r                 (5)

求得d值，即为所测盘条的平均氧化铁皮厚度。

本发明的特点是：

(1)氧化铁皮的特点是硬而脆，通常在制样的过程中氧化铁皮容易崩落。若氧化铁皮磨制的不完全，计算其厚度就非常困难。一般需要较高的制样技巧或者反复多次制样。而本方法无需直接测量氧化铁皮厚度，而是测量未氧化盘条基体的内径，避开氧化铁皮的影响，从而可以方便、快速的测量氧化铁皮厚度。而且还可以节约制样成本和工作时间。

(2)平均氧化铁皮厚度为统计的概念。通常工作时，一般直接测量5个以上数据，作数学平均。氧化铁皮是否观察完全，测量样本数量等因素直接决定结果准确性。本方法所采用测径仪和图像分析的精度可达到小于微米级别。且方法具有统计意义，可以较准确的测量热轧盘条平均氧化铁皮厚度。

采用本方法无需直接测量氧化铁皮厚度，对制样要求不高。而且数据采集为整个盘条表面，具有统计意义，结果可信度高。可以方便、快速、较准确的测量热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度，为制定酸洗制度提供参考。

附图说明

图1为盘条表面氧化情况示意图；

其中，1为含有氧化铁皮的盘条截面，2为无氧化铁皮的盘条基体截面；

图2为实施例170A抛光态形貌图；

图3为实施例280A抛光态形貌图。

具体实施方式

以下实施例仅为本发明的一些最优实施方式，并不对前述发明范围和技术手段有任何限制。

实施例1：

使用本方法计算材质为70A的热轧盘条表面氧化铁皮厚度。

(1)首先，在盘条进行酸洗之前，使用测径仪测量70A盘条的外径周长为18341微米。由周长公式(1)、(2)，可以计算外圆半径为2920.5微米。

(2)使用切割机，将所测盘条沿纵向切下长为5mm的一段，所取试样为5mm高的圆柱体。

(3)将所取试样镶嵌，观察横向截面。然后分别使用100、500、800、1000粒度的砂纸打磨试样横截面，每一道打磨到无上一道打磨痕迹为宜。细磨后，将试样进行抛光，抛光到抛光面在光学显微镜暗场观察无同一方向划痕为止。之后，将试样置于Leica DMI5000M金相显微镜下观察，放大倍率为12.5倍。将整个抛光态盘条放入一个视场后拍照(见图2)。根据基体与氧化铁皮的灰度差，使用图像分析仪将未被氧化的盘条基体分割出来，计算其面积为26580697平方微米。根据面积公式(3)、(4)，可以计算出盘条基体内半径为2909.4微米。

(4)采用公式5计算盘条的平均氧化铁皮厚度，即，用外圆半径2920.5微米减去基体内半径约2909.4微米，计算得到的70A热轧盘条表面氧化铁皮厚度约为11微米。

实施例2：

使用本方法计算材质为80A的热轧盘条表面氧化铁皮厚度。

(1)首先，在盘条进行酸洗之前，使用测径仪测量80A盘条的外径周长为17336微米。由周长公式(1)(2)，可以计算外圆半径约为2760.6微米。

(2)使用切割机，将所测盘条沿纵向切下长为5mm的一段，所取试样为5mm高的圆柱体。

(3)将所取试样镶嵌，观察横向截面。然后分别使用100、500、800、1000粒度的砂纸打磨试样横截面，每一道打磨到无上一道打磨痕迹为宜。细磨后，将试样进行抛光，抛光到抛光面在光学显微镜暗场观察无同一方向划痕为止。之后，将试样置于Leica DMI5000M金相显微镜下观察，放大倍率为25倍。使用图像分析软件的图片拼接功能将整个抛光态盘条放入一个视场后拍照(见图3)。根据基体与氧化铁皮的灰度差，使用图像分析仪将未被氧化的盘条基体分割出来，计算其面积为23720352平方微米。根据面积公式(3)、(4)，可以计算盘条基体内半径约为2748.5微米。

(4)采用公式5计算盘条的平均氧化铁皮厚度，即，用外圆半径2760.6微米减去基体内半径约2748.5微米，计算得到的80A热轧盘条表面氧化铁皮厚度约为12微米。

Claims (2)

1.一种热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度测量方法，其特征在于将表面氧化盘条外径R与未氧化的基体内径r相减，即为所测盘条的平均氧化层厚度d，具体步骤为：

a、测外径R：在盘条进行酸洗之前，使用高精度测径仪测量盘条的周长C，根据以下公式可以计算出盘条外径R；

C＝2πR                (1)

$R=\frac{C}{2\mathrm{\π}}---\left(2\right)$

b、取样：使用机械加工设备，将所测盘条取下一段，所取试样径向长度5-10mm；

c、测内径r：将所取试样的横截面镶嵌、磨制、抛光后，使用金相显微镜观察抛光表面，然后使用光学显微镜拍照，将整个截面照入一个视场；根据基体与氧化铁皮的灰度差，使用图像分析仪将未被氧化的盘条基体分割出来，计算其面积S，根据以下公式计算出盘条未被氧化的基体内径r；

S＝πr²                (3)

$r=\sqrt{S/\mathrm{\π}}---\left(4\right)$

d、计算氧化铁皮平均厚度d：由步骤a求得的盘条外径R与步骤c求得的盘条未氧化的基体内径r，根据公式

d＝R-r                 (5)

求得d值，即为所测盘条的平均氧化铁皮厚度。

2.根据权利要求1所述的热轧盘条表面氧化铁皮平均厚度测量方法，其特征在于步骤c所述截面如果较大，使用图像分析软件的图像拼接功能，将整个截面放入一个视场内。

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